UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS
ESCOLA DE ENGENHARIA DE PERNAMBUCO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CARTOGRÁFICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS GEODÉSICAS E
TECNOLOGIAS DA GEOINFORMAÇÃO
ROSEMARY BATISTA DO NASCIMENTO
ANÁLISE E GERENCIAMENTO DE REDES DE
DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA COM SUPORTE EM
SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS (SIG)
Recife, 2009
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS
ESCOLA DE ENGENHARIA DE PERNAMBUCO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CARTOGRÁFICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS GEODÉSICAS E
TECNOLOGIAS DA GEOINFORMAÇÃO
ROSEMARY BATISTA DO NASCIMENTO
ANÁLISE E GERENCIAMENTO DE REDES DE
DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA COM SUPORTE EM
SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS (SIG)
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de PósGraduação em Ciências Geodésicas e Tecnologias da
Geoinformação, do Curso de Engenharia Cartográfica do
Centro de Tecnologia e Geociências da Universidade Federal
de Pernambuco, como parte dos requisitos para obtenção do
grau de Mestre em Ciências Geodésicas e Tecnologias da
Geoinformação, área de Concentração Cartografia e Sistemas
de Geoinformação, defendida e aprovada no dia 16/03/2009.
Orientador: Prof. Dr. José Luiz Portugal
Recife, 2009
N244a
Nascimento, Rosemary Batista do
Análise e gerenciamento de redes de distribuição de
água com suporte em Sistema de Informações Geográficas
(SIG) / Rosemary Batista do Nascimento. - Recife: O Autor,
2009.
x, 96 f.; il., figs., tabs.
Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de
Pernambuco. CTG. Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Cartográfica, 2009.
Inclui Bibliografia e Anexos.
1. Rede de Distribuição de Água.
2. Modelo
Conceitual. 3. Estrutura Topológica. I. Título.
UFPE
526
CDD(22.ed.)
BCTG/2009-209
Vem de ti, Senhor
Ministério de Louvor Diante do Trono
Letra: André Valadão
Não tenho palavras pra agradecer tua bondade
Dia após dia, me cercas com fidelidade
Nunca me deixes esquecer
Que tudo o que tenho
Tudo o que sou
O que vier a ser
Vem de ti, Senhor
Dependo de ti
Preciso de ti
Sozinho, nada posso fazer.
Descanso em ti
Espero em ti
Sozinho, nada posso fazer.
Tudo o que tenho
Tudo o que sou
O que vier a ser
Vem de Ti, Senhor.
DEDICATÓRIA
“De boas palavras transborda o meu
coração. Ao Rei (JESUS) consagro o
que compus.” Salmo 45:1a
AGRADECIMENTOS
A Deus, ao Senhor e Salvador da minha vida, Jesus Cristo, e ao Espírito Santo, a
quem
não
tenho
palavras
para
agradecer
por
sua
bondade,
fidelidade,
direcionamento e realização dos sonhos do meu coração.
À minha família pela compreensão, paciência, colaboração e momentos de renúncia
em prol deste sonho e, em especial a minha mãe, Benedita, por todo sacrifício,
dedicação e abdicação.
Ao meu orientador José Luiz Portugal pela orientação, contribuição na minha
formação, paciência e esforço dedicados durante o mestrado. Obrigada, Professor,
por não ter desistido.
A todos os professores da Pós-graduação do Departamento de Engenharia
Cartográfica da UFPE, em especial a Ana Lúcia Candeias pelas orientações,
ensinamentos e pelo carinho. Ao Prof. Carlos Alberto Schuller por sua amizade,
incentivo e apoio nos momentos difíceis.
Aos professores Lucilene Antunes e Carlos Pontes pelas importantes considerações
realizadas a respeito dessa pesquisa.
A todos os meus colegas do mestrado pelo agradável convívio, horas de estudo e
amizade, especialmente a Carol, Ravi, Bonilla, João Alberto, Milton, Tácio, Diego,
Clécio e Ozório. E também à Ângela Barbosa e Amália Chalegre pela amizade,
incentivo, carinho, dedicação e colaboração.
Aos funcionários do DECart, em especial à Solange, Amável e Judite, pela amizade,
carinho e momentos de descontração.
À Companhia Pernambucana de Saneamento – COMPESA - por ter permitido que
este sonho fosse concretizado, possibilitando-me, assim, encarar novos desafios. À
Coordenação de Cadastro Técnico, à Coordenação de Atualização e Controle de
Cadastro, à Gerência de Mercado e à Gerência de Combate às Perdas Comerciais
pela contribuição com as informações necessárias para a implementação dessa
pesquisa.
À Natália, querida sobrinha, pela colaboração na “pintura das casinhas” e
“identificação das bolinhas” da área de estudo, e pela constante companhia.
Aos irmãos em Cristo pelos momentos de oração como igreja e intercessões para o
meu fortalecimento no Senhor, especialmente, à querida irmã Matilde pelo carinho,
palavras de encorajamento e orações.
À Ana Célia que permitiu que sua casa fosse meu refúgio nos momentos de
dificuldades e de alegrias, além do apoio na conclusão deste mestrado.
À Lúcia Helena Aguiar (in memoriam) pela amizade, incentivo, carta de
apresentação e incontáveis horas de conversa ao telefone, que tanto me ensinaram
e das quais sinto imensa saudade.
À Ana Karla Arruda pela carta de apresentação, orientação, ajuda no ingresso deste
mestrado, apoio nos momentos difíceis e por sua confiança e amizade.
Ao amigo e sempre professor, Zanoni Carvalho, pela colaboração na minha
formação acadêmica, amizade, carinho, incentivo, orientação e consideração.
A Ricardo Cantarelli por toda sua colaboração no desenvolvimento do sistema
aplicativo, inúmeras discussões que ampliaram minha visão, material cedido e
atenção dedicada.
À Edilene Maria pelo apoio, incentivo, compreensão e colaboração durante todo o
período de conclusão dessa pesquisa. Muito obrigada pela ajuda.
À Ester Sampaio e Francisco Chateaubriand pela amizade, conhecimentos
transmitidos e, especialmente, por terem me ensinado a amar a área de Cartografia.
A José Maria pela tradução simultânea nos Congressos de Geoprocessamento,
quando eu iniciava a minha jornada nessa área de conhecimento.
Aos meus colegas de empresa pela colaboração e incentivo durante o mestrado e
aos colegas Sidney Maciel e Jefferson por terem me incentivado a ir em busca da
realização deste sonho.
A Clébio Marques pela amizade e colaboração nas correções dessa pesquisa.
A todos que direta ou indiretamente colaboraram com a realização deste trabalho,
incentivando nos momentos difíceis, reanimando nos momentos de cansaço e que
por um ato falho não tiveram seus nomes citados.
SUMÁRIO
RESUMO E PALAVRAS-CHAVE
i
ABSTRACT AND KEYWORDS
ii
LISTA DE FIGURAS
iii
LISTA DE TABELAS
iv
LISTA DE GRÁFICOS
vi
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS
vii
1.
INTRODUÇÃO
01
1.1.
OBJETIVOS DA PESQUISA
04
1.1.1. Objetivo Geral
04
1.1.2. Objetivos Específicos
04
2.
SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS – SIG
05
2.1.
COMPONENTES DE UM SIG
05
2.2.
TOPOLOGIA ARCO-NÓ
07
2.3.
TOPOLOGIA DE REDE
11
2.3.1. Grafos
14
3.
SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA – SAA
17
3.1.
PARTES COMPONENTES DE UM SISTEMA DE ABASTECIMENTO
DE ÁGUA
18
PERDAS NOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
28
3.2.1. Causas das Perdas em Sistemas de Abastecimento de Água
31
3.2.2. Redução das Perdas de Água
34
4.
METODOLOGIA DA PESQUISA
36
4.1.
PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
36
4.1.1. Caracterização do Problema
36
4.1.2. Coleta de Dados
37
4.1.3. Implementação do Sistema Aplicativo em Ambiente SIG
37
3.2.
4.1.3.1.
Edição da Base Cartográfica
37
4.1.3.2.
Criação do Banco de Dados Espaciais – BDE
39
4.1.3.3.
Conversão dos Dados Espaciais para o BDE
39
4.1.3.4.
Verificação da Consistência Geométrica da Rede e
Geocodificação dos Clientes Medidos e Não Medidos
4.2.
40
RECURSOS TECNOLÓGICOS
41
4.2.1. Equipamentos Computacionais
41
4.2.2. Programas Computacionais
41
4.2.3. Base de Dados Espaciais
42
4.2.3.1.
Base de Dados Descritivos
42
4.2.3.2.
Base de Dados Gráficos
43
5.
IMPLEMENTAÇÃO DA METODOLOGIA DA PESQUISA
45
5.1.
ABSTRAÇÃO DO MUNDO REAL
47
5.1.1. Descrição da Aplicação
47
5.2.
MODELO CONCEITUAL
51
5.3.
DICIONÁRIO DE DADOS
57
5.3.1. Descrição das Classes
57
5.3.2. Descrição dos Domínios
68
6.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
76
6.1.
CARACTERIZAÇÃO DO DISTRITO OPERACIONAL 16 QUANTO
ÀS REDES E SEUS ELEMENTOS
6.2.
CARACTERIZAÇÃO DO SETOR COMERCIAL 112 QUANTO AOS
CLIENTES CADASTRADOS NO SISTEMA
6.3.
76
79
DIAGNÓSTICO DO SETOR COMERCIAL 112 QUANTO ÀS
PERDAS APARENTES
82
6.4.
ANÁLISES DE REDES
84
7.
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
87
8.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
89
APÊNDICE – MAPAS TEMÁTICOS GERADOS NO SISTEMA DE ANÁLISE E
GERENCIAMENTO DE REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA COM SUPORTE
EM SIG
RESUMO E PALAVRAS-CHAVE
NASCIMENTO, Rosemary Batista do. Análise e Gerenciamento de Redes de
Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas
(SIG). Recife, 2009, 96p. Dissertação de Mestrado – Centro de Tecnologia e
Geociências, Universidade Federal de Pernambuco.
Esta pesquisa teve por objetivo desenvolver um sistema aplicativo, com base em
Sistema de Informações Geográficas (SIG) para analisar as redes de distribuição de
água e dar subsídios ao planejamento das ações para redução das perdas de água.
Para isso foi criado um modelo conceitual de um Sistema de Abastecimento de
Água, empregando-se a Modelagem de Dados Espaciais Orientada a Objetos, em
linguagem UML. O modelo físico correspondente foi implementado e testado na
forma de um projeto piloto, utilizando-se o programa ArcGIS da ESRI. A área de
estudo correspondeu a um distrito operacional e um setor comercial da Companhia
Pernambucana de Saneamento (COMPESA), na cidade do Recife. O resultado do
teste mostrou que o objetivo da pesquisa foi atingido e que o emprego de uma
estrutura topológica de redes foi fundamental para o sucesso do sistema aplicativo.
Palavras-chave: Rede de distribuição de água; Modelo conceitual; Estrutura
topológica.
i
ABSTRACT
This research develops a system, based in a Geographic Information System (GIS),
to analyze a network water distribution and to control water losses. A conceptual
model of a water supply system was developed using Object-Oriented Data
Modelling for Spatial Databases with Unified Modeling Language (UML). The
corresponding physical model was implemented and tested with success in the form
of a pilot project, using the ESRI ArcGIS software. The study’s area corresponds to
an operational district and to a commercial sector of the Companhia Pernambucana
de Saneamento, in Recife city. The results showed that was fundamental to the
system the use of a topological structure data.
Keywords: network distribution of water; conceptual model; topological structure.
ii
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 01 – Rede de abastecimento de água em ambiente SIG e modelo vetorial
arco-nó
09
FIGURA 02 – Rede N com indicação da capacidade do arco
11
FIGURA 03 – Simplificação de rede em grafo
12
FIGURA 04 – Dígrafo
14
FIGURA 05 – Grafo não-orientado ponderado
15
FIGURA 06 – Grafo com fluxo e capacidade
16
FIGURA 07 – Esquema geral de um Sistema de Abastecimento de Água
18
FIGURA 08 – Principais elementos de um SAA e tipos de perdas
31
FIGURA 09 – Planta Topográfica Cadastral UNIBASE
43
FIGURA 10 – Exemplo de Quadra do Setor 112
44
FIGURA 11 – Setor Comercial 112 / Distrito Operacional 16 localizados na RMR
46
FIGURA 12 – Diagrama Cadastro Técnico (Parte 1)
53
FIGURA 13 – Diagrama Cadastro Técnico (Parte 2)
54
FIGURA 14 – Diagrama Cadastro Comercial
55
FIGURA 15 – Relacionamento entre classes
56
iii
LISTA DE TABELAS
TABELA 01 – Lista arco-nó
10
TABELA 02 – Lista de nós
10
TABELA 03 – Lista de coordenadas dos arcos
10
TABELA 04 – Matrizes de conectividade de arcos, vértices e polígonos
13
TABELA 05 – Atributos da Classe SetorComercial
57
TABELA 06 – Atributos da Classe LimiteSetor
57
TABELA 07 – Atributos da Classe QuadrasSetor
58
TABELA 08 – Atributos da Classe CadComClientes
58
TABELA 09 – Atributos da Classe FacilidadeAgua
61
TABELA 10 – Atributos da Classe Pecas
62
TABELA 11 – Atributos da Classe PontoConsumo
62
TABELA 12 – Atributos da Classe PontoAmostragem
62
TABELA 13 – Atributos da Classe Medidor
63
TABELA 14 – Atributos da Classe Valvula
63
TABELA 15 – Atributos da Classe SistemaValvula
64
TABELA 16 – Atributos da Classe RedeAgua
65
TABELA 17 – Atributos da Classe RedeAguaPrincipal
66
TABELA 18 – Atributos da Classe RamalPredial
67
TABELA 19 – Ancillary Role
68
TABELA 20 – Área Administrativa
68
TABELA 21 – Área Operacional
68
TABELA 22 – Material Ramal Predial
68
TABELA 23 – Material Peça
69
TABELA 24 – Material Rede Água
69
TABELA 25 – Diâmetro Ramal Predial
69
TABELA 26 – Diâmetro Medidor
70
TABELA 27 – Diâmetro Peças
70
TABELA 28 – Diâmetro Rede Água
71
TABELA 29 – Diâmetro Válvulas
71
TABELA 30 – Capacidade Medidor
72
TABELA 31 – Capacidade Reservatório
72
iv
TABELA 32 – Pavimento Calçada
72
TABELA 33 – Pavimento Rua
73
TABELA 34 – Setor Comercial
73
TABELA 35 – Tipo Junção
73
TABELA 36 – Tipo Água
74
TABELA 37 – Situação Medidor
74
TABELA 38 – Regulagem Sistema Válvula
75
TABELA 39 – Enabled Domain
75
TABELA 40 – Rede de Distribuição (Diâmetro x Comprimento x Tipo de Material) 78
TABELA 41 – Rede Subadutora (Diâmetro x Comprimento x Tipo de Material)
78
TABELA 42 – Clientes Setor Comercial 112 x Situação de Água na COMPESA
79
TABELA 43 – Clientes Setor Comercial 112 x Situação de Água no Sistema
aplicativo SIG
80
TABELA 44 – Clientes por Categoria de Consumo
81
TABELA 45 – Clientes com Consumo de Água igual a 0m³ em nov/2008
83
v
LISTA DE GRÁFICOS
GRÁFICO 01 - Percentual de água não faturada por países
30
vi
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS
BDE
Banco de Dados Espaciais
CA
Cimento Amianto
CAC
Coordenação de Atualização e Controle de Cadastro
CASE
Computer Aided Software Engineering
CCT
Coordenação de Cadastro Técnico
CELPE
Companhia de Eletricidade de Pernambuco
COMPESA
Companhia Pernambucana de Saneamento
DECart
Departamento de Engenharia Cartográfica
EE
Estação Elevatória
ETA
Estação de Tratamento de Água
FD
Ferro Dúctil
FF
Ferro Fundido
FIDEM
Fundação de Desenvolvimento Municipal
IBGE
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
PEAD
Polietileno de Alta Densidade
PVC
Poli Cloreto de Vinila
PTC
Planta Topográfica Cadastral
RMR
Região Metropolitana de Recife
SAA
Sistema de Abastecimento de Água
SAD-69
South American Datum 69
SIG
Sistema de Informações Geográficas
SGBD
Sistema Gerenciador de Banco de Dados
SNIS
Serviço Nacional de Informações sobre Saneamento
UFPE
Universidade Federal de Pernambuco
UML
Unified Modeling Language
UNIBASE
Unificação das Bases Cadastrais
UTM
Universal Transversa de Mercator
VRP
Válvula Redutora de Pressão
vii
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
1.
INTRODUÇÃO
A consciência de que a água se constitui em um bem essencial à vida, que é
um insumo precioso para diversas atividades econômicas e, principalmente, que
corresponde a um bem finito, tem crescido mundialmente. Apesar disso, em muitos
países, ainda ocorrem conflitos e vários problemas relativos à preservação dos
recursos hídricos. Em relação às águas superficiais, por exemplo, as ocupações
irregulares nas proximidades dos mananciais, os desmatamentos desordenados em
áreas de preservação ambiental e a contaminação dos rios por esgotos domésticos,
industriais e pluviais são fatores que colaboram com a degradação dessas águas.
Por outro lado, as águas subterrâneas têm a qualidade e quantidade de suas águas
alteradas devido à exploração desordenada.
A escassez de água potável tem sido considerada um dos maiores desafios
do mundo atualmente, devendo ser tratada da mesma maneira como se trata o
aquecimento global (KI-MOON, 2008). Neste contexto, várias pesquisas têm sido
realizadas mundialmente visando encontrar soluções para um melhor gerenciamento
dos recursos naturais e, também, descobrir formas de reduzir o alto índice de
desperdício de água. Tais pesquisas tornam-se imprescindíveis, ao considerar-se
que cerca de 35% da população mundial não tem acesso à água tratada e que o
índice de perda da água potável pode chegar à ordem de 4 a 6 litros de água em
cada 10 litros distribuídos (SILVA, 2006).
As perdas de água ocorrem em todos os Sistemas de Abastecimento de Água,
contudo, o volume dessa perda pode variar de acordo com vários fatores, tais como:
características das tubulações que compõem a rede, prática operacional adotada
pelas concessionárias e nível de tecnologia e perícia aplicadas em seu controle.
Este tipo de perda, denominada perda real ou perda física, não é o único que ocorre
nos sistemas de abastecimento, existindo também as perdas não-físicas ou
aparentes, estas decorrentes da água que é consumida, mas que, todavia, não é
faturada pelas companhias de saneamento.
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
1
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
Pesquisar formas de reduzir essas perdas é um dos passos em direção à
sustentabilidade hídrica, além disso, a experiência das companhias de saneamento
tem mostrado que é mais viável e mais econômico adotar estratégias que busquem
otimizar e racionalizar o uso dos recursos hídricos disponíveis que construir novos
sistemas. Contudo, antes de realizar alterações nos Sistemas de Abastecimento de
Água, torna-se necessário a realização de um diagnóstico apurado das perdas de
água do sistema e, baseado neste, o planejamento e a execução das novas
metodologias de combate às perdas (COELHO, 2004).
Para que haja maior eficiência na realização desse diagnóstico, é
indispensável que as redes de distribuição de água e redes adutoras, e também os
órgãos acessórios, os macros e micromedidores sejam devidamente identificados e
tenham sua localização conhecida no sistema de abastecimento a que pertencem.
Ademais, o conhecimento do zoneamento do abastecimento de água, a localização
das estruturas físicas do sistema, assim como, a situação do faturamento e
cobrança da concessionária de água na qual se está realizando o estudo são
informações que enriquecem o diagnóstico. Porém, a aquisição dessas informações,
nem sempre, é tarefa fácil, tendo em vista que essas empresas, em sua maioria, não
fazem uso de sistemas que disponibilizem, em um mesmo ambiente computacional,
tais informações.
Por outro lado, para realizar as intervenções nas redes de distribuição de
água, como manobras, reparos de vazamentos, implantação ou substituição de
trechos de redes, existe a necessidade de interromper o abastecimento de água de
determinadas áreas. Para isso, torna-se necessário identificar os registros ou
válvulas que devem ser fechados antes de iniciar o trabalho. Na maioria das vezes,
a realização desse procedimento é baseada no conhecimento e na experiência de
empregados antigos, o conhecido cadastro neurológico.
Neste cenário, um Sistema de Informações Geográficas – SIG disponibiliza
recursos que permitem às companhias de saneamento básico realizar análises
espaciais e simulações hidráulicas, além de disponibilizar aos usuários do sistema, o
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
2
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
intercâmbio e visualização, em um único ambiente, de informações referentes a
diversas áreas da empresa, tais como: cadastro técnico, cadastro comercial, setor
de combate às perdas, entre outras. Estas áreas geralmente encontram-se
dissociadas dentro dessas empresas, cada uma trabalhando isoladamente, algumas
vezes, em trabalhos similares, sem fazer uso de recursos tecnológicos que permitam
um resultado unificado e possibilitem maior poder de expressividade e alcance
desses trabalhos.
Há atualmente, no Brasil, um movimento crescente na busca da implantação
de novas tecnologias em companhias de saneamento, como os Sistemas de
Informações Geográficas - SIG, por exemplo, visando à modernização do setor de
saneamento básico e melhoria nos serviços oferecidos à população. Dentro desta
realidade, podem ser citadas empresas como a SABESP – Companhia de
Saneamento Básico do Estado de São Paulo e a SANEPAR – Companhia de
Saneamento do Paraná que utilizam a tecnologia SIG como instrumento de apoio à
tomada de decisão, planejamento de metas e gestão comercial/operacional.
Diante disso, a pesquisa desenvolvida apresenta uma metodologia de
implantação de um sistema aplicativo em ambiente SIG que contribue no
gerenciamento das redes de água e seus órgãos acessórios, assim como, na
distribuição espacial dos diversos perfis de consumidores de um Sistema de
Abastecimento de Água. No desenvolvimento foi empregada a Modelagem de
Dados Espaciais Orientada a Objetos, em linguagem UML - Unified Modeling
Language, na criação de um modelo conceitual que, posteriormente, foi
implementado com informações dos Cadastros Técnico e Comercial da Companhia
Pernambucana de Saneamento - COMPESA.
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
3
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
1.1. OBJETIVOS DA PESQUISA
1.1.1. Objetivo Geral
Desenvolver um sistema aplicativo com base em SIG de forma a analisar as
redes de distribuição de água e dar subsídios ao planejamento das ações para
redução de perdas de água.
1.1.2. Objetivos Específicos
•
Criar um modelo conceitual de um Sistema de Distribuição de Água
empregando a Modelagem de Dados Espaciais Orientada a Objetos em
linguagem UML;
•
implementar o modelo físico do banco de dados, de acordo com o
modelo conceitual desenvolvido para a pesquisa;
•
testar o modelo físico com a utilização de dados referentes a um distrito
operacional e um setor comercial de uma companhia de saneamento
básico.
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
4
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas(SIG)
2.
SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS - SIG
Um Sistema de Informações Geográficas - SIG pode ser definido como um
sistema projetado para capturar, armazenar, visualizar, comunicar, transformar,
analisar e arquivar informações georrefenciadas (GOODCHILD, 2006). Tais
características fazem de um SIG, segundo BURROUGH e McDONNELL (1998), um
conjunto de ferramentas poderosas nas manipulações de dados espaciais do mundo
real para um conjunto particular de propósitos. Segundo BURROUGH (1986), estes
dados espaciais descrevem os objetos do mundo real em termos de:
(a)
seu posicionamento em relação a um sistema de coordenadas
conhecido;
(b)
seus atributos que não têm relação com o posicionamento (tais como
cor, custo e pH); e,
(c)
suas interrelações espaciais uns com os outros (relações topológicas).
Segundo CÂMARA et al (2001), a arquitetura mais empregada na construção
dos SIG é a que utiliza um Sistema Gerenciador de Banco de Dados – SGBD
relacional, responsável pelo gerenciamento dos atributos descritivos, acoplado a um
componente de programa computacional responsável pelo gerenciamento dos
atributos espaciais. A tendência atual, entretanto, é que nos novos SIG sejam
incorporados características de sistemas orientados a objetos (LISBOA FILHO,
2001).
2.1. COMPONENTES DE UM SIG
BURROUGH e McDONNELL (1998) consideram que um SIG possui três
componentes:
equipamentos
e
programas
computacionais
e
um
contexto
organizacional próprio, que necessitam estar balanceados entre si para que o
sistema possa funcionar satisfatoriamente.
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
5
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
Os equipamentos constituem a plataforma computacional formada por
computadores e periféricos de entrada e saída (teclado, mesa digitalizadora,
scanner, plotter, impressora, etc). Os computadores podem estar trabalhando
isolados ou em rede (MAGUIRE et al, 1991).
Os programas computacionais proporcionam os recursos e funções
necessárias para o armazenamento, análise e visualização dos dados espaciais,
além de permitir o tratamento e manipulação desses dados. Geralmente são
desenvolvidos em níveis sofisticados, constituídos de módulos, podendo executar as
mais diversas funcionalidades (MAGUIRE et al, 1991). Pode-se citar o MapInfo
Professional, o ArcGIS, o SPRING e o TerraView como exemplos de programas de
SIG.
O contexto organizacional é composto pelos recursos humanos, as
metodologias e os dados espaciais que estão envolvidas no projeto:
Segundo CÂMARA et al (1996), o usuário é um componente de
relevância para o SIG, visto que, as aplicações são desenvolvidas
visando as suas necessidades. Desta forma, as funcionalidades e a
interface homem-máquina devem ser preparadas de maneira a se
tornarem mais intuitivas e de fácil utilização, levando-se em
consideração que os usuários não precisam necessariamente ser
especialistas em Tecnologias da Geoinformação para operar os
sistemas.
As metodologias consistem do conjunto de procedimentos que são
estabelecidos e executados durante o desenvolvimento do projeto.
Para que um SIG seja bem sucedido, é necessário que este opere de
acordo com o planejamento definido e as regras de negócio, que são
os
modelos e práticas operacionais únicos de cada organização
(RUFINO e FACUNDO, 2004).
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
6
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
Em SIG, os dados são um recurso crucial. Dados geográficos são muito
caros de adquirir, armazenar e manipular porque normalmente são
necessários grandes volumes de dados para solucionar determinadas
análises espaciais (MAGUIRE et al, 1991).
PORTUGAL et al (2007), in: BRASIL (2007), afirma que um SIG é composto
por uma ou mais camadas de informação, estas sendo compostas por feições
geográficas que são visualizadas em mapas e descritas por meio de atributos. Os
mapas, no SIG, podem ser armazenados segundo duas estruturas, a estrutura raster
e a vetorial. Na presente pesquisa, a estrutura de armazenamento de dados
espaciais empregada foi a estrutura vetorial topológica, utilizando-se o modelo arconó. Outros tipos de estrutura existentes podem ser consultados em ARONOFF
(1989).
2.2. TOPOLOGIA ARCO-NÓ
BUCKLEY (1997) afirma que a estrutura de dados topológica mais comum é o
modelo arco-nó. Neste tipo de estrutura, a base lógica das entidades é o arco, que é
definido como uma série de pontos unidos por segmentos de linhas que começam e
terminam em um nó. Um nó, por sua vez, é dito como a interseção entre dois ou
mais arcos, correspondente ao ponto inicial ou final de cada arco. Um nó também
pode ocorrer no final de um arco que não está conectado a outro, um arco pendente,
tal como o fim de uma rua sem saída, por exemplo.
A topologia arco-nó é definida como a representação vetorial que está
associada a redes lineares conectadas, sendo de grande interesse nas aplicações
SIG baseadas em estruturas de rede (BURROUGH, 1998). Contudo, para que a
rede fique bem definida, quando se tratar de topologia de rede, nenhum arco poderá
estar desconectado dos demais (CÂMARA e MEDEIROS, 1998).
Conforme GASTNER e NEWMAN (2006), o conceito de uma rede, em sua
forma mais simples, é tido como sendo um conjunto de nós unidos em pares por
arcos. Considerando as redes em que os nós ocupam posições específicas no
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7
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espaço, estas, muitas vezes, estão relacionadas a construções físicas reais, tais
como: redes elétricas, conexões de fibra ótica, oleodutos, rede de abastecimento de
água, redes de drenagem (bacias hidrográficas) e malhas viárias (rodovias, ruas).
Cada objeto geográfico (tubulação de água, cabo telefônico, por exemplo), neste
caso, possui uma localização geográfica exata e está sempre associado a atributos
descritivos armazenados em banco de dados.
BURROUGH (1998) acrescenta que as variáveis distância, custo ou
capacidade de fluxo são relacionadas aos arcos, enquanto, os equipamentos,
derivações ou pontos de demanda de serviços no sistema são representados pelos
nós.
Segundo SIMÃO e RODRIGUES (2003), uma rede de abastecimento de água,
por exemplo, deve ser representada através do modelo de dados vetorial arco-nó,
onde as tubulações devem ser representadas por arcos e as conexões entre dois ou
mais tubos (junções) por nós. A união entre os arcos, contudo, só poderá acontecer
através dos nós, possibilitando, assim, a um SIG reconhecer a sequência em que os
arcos estão conectados, assim como, o trajeto que se pode percorrer de um nó a
outro.
A Figura 01 apresenta como tubulações, peças e reservatórios de uma rede
de abastecimento de água podem ser representados em um ambiente SIG e
também como este sistema interpreta o modelo vetorial exibido, segundo a topologia
arco-nó.
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8
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(1a)
(1b)
Figura 01 – Rede de abastecimento de água em ambiente SIG e modelo vetorial
arco-nó
Na Figura (1a), as peças existentes nas junções entre as tubulações são
interpretadas pelo SIG como nós, enquanto as tubulações são vistas como arcos. A
Figura ilustra também o sentido de fluxo da rede. Assim, pode-se perceber que o
fluxo de água tem início na feição pontual reservatório (fonte) e converge para as
feições pontuais definidas como hidrômetros (destino), passando, obrigatoriamente,
pelos arcos interligados através dos nós existentes entre as tubulações.
De outra forma, a Figura (1b) exemplifica a maneira como o sistema entende
e arquiva os arcos e os nós. Segundo HEALEY (1991), in: MAGUIRE et al (1991),
em termos computacionais, os arcos são armazenados como o conjunto de
coordenadas dos nós que definem os vértices da linha poligonal que o representa.
Os nós, por sua vez, são arquivados por suas coordenadas no sistema de referência
em uso. A cada nó e a cada arco existente na rede, é associado um identificador
unívoco, geralmente um número inteiro, conforme pode ser observado na Figura
(1b). O armazenamento da estrutura topológica da rede exibida nesta Figura
encontra-se representada nas Tabelas 1 e 2, enquanto, na Tabela 3, a geometria
está representada com os valores de coordenadas no sistema de projeção UTM.
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Tabela 01 – Lista arco-nó
TOPOLOGIA DE ARCO
ID-ARCO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
NÓ INICIAL
1
5
6
7
8
9
10
4
3
3
4
7
6
5
9
NÓ FINAL
5
6
7
8
9
10
4
3
2
11
12
15
14
13
16
Tabela 02 – Lista de nós
TOPOLOGIA DE NÓ
NÓS
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
ARCOS
1
9
8, 9, 10
7, 8, 11
1, 2, 14
2, 3, 13
3, 4, 12
4, 5
5, 6, 15
6, 7
10
11
14
13
12
15
Tabela 03 – Lista de coordenadas dos arcos
DADOS DAS COORDENADAS DOS ARCOS
ARCOS
1
E, N INICIAL
290301.401, 9112187.442
E, N FINAL
290293.364, 9112192.538
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
290293.364, 9112192.538
290279.642, 9112201.360
290279.642, 9112201.360
290266.214, 9112210.083
290257.981, 9112215.768
290270.135, 9112242.722
290300.813, 9112259.384
290324.631, 9112248.896
290337.471, 9112243.408
290300.813, 9112259.384
290279.642, 9112201.360
290266.214, 9112210.083
290257.981, 9112215.768
290270.135, 9112242.722
290282.387, 9112267.617
290300.813, 9112259.384
290324.631, 9112248.896
290337.471, 9112243.408
290321.298, 9112242.329
290298.167, 9112252.621
12
13
14
15
290266.214, 9112210.083
290279.642, 9112201.360
290293.364, 9112192.538
290270.135, 9112242.722
290270.429, 9112216.454
290283.269, 9112207.731
290297.383, 9112198.419
290262.784, 9112247.230
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2.3.
TOPOLOGIA DE REDE
De acordo com BONDY e MURTY (1976) e DILO (2000) uma rede N consiste
de:
um dígrafo subjacente D = {V, E}, onde V representa o conjunto de
vértices e E o conjunto de arcos,
dois vértices distintos
s
e r , disjuntos e não-vazios, denominados de
fonte e destino de N, respectivamente, e
uma função capacidade
c:VxV
R (números reais não-negativos),
para os quais c(e) 0, se e E .
Figura 02 – Rede N com indicação da capacidade do arco
Fonte: DIESTEL (2005)
A Figura 2 ilustra uma rede N, em que os valores indicados nos arcos
correspondem à capacidade dos mesmos. Segundo MOURA et al (2002), os valores
indicados nesta capacidade pode corresponder a grandezas como custos,
distâncias, tempo de viagem, entre outros. A soma dos valores indicados nos arcos,
entre a fonte e o destino da rede pode, segundo DYKSTRA (1984), ser otimizada,
levando-se em consideração que o custo que sai da fonte deve ser o mesmo que
chega ao destino. Assim, a capacidade de um arco pode ser vista como a
representação do percentual máximo de transporte ao longo deste arco (BONDY e
MURTY, 1976 e DILO, 2000).
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Quanto aos vértices indicados na mesma figura, que não são fontes, nem
destinos, são denominados vértices intermediários.
Nas análises de rede, segundo TURK e GUMUSAY (2004), os dados
geográficos usados devem possuir estrutura vetorial e, além disto, estar baseado em
arcos. Desta forma, a topologia mais indicada para consultas realizadas nestes tipos
de análise em SIG é a topologia arco-nó. Este tipo de análise está estreitamente
relacionado a modelos de interação espacial, que corresponde a um conjunto de
posições geográficas interconectadas em um sistema por um número de rotas
(KANSKY, 1963).
Uma rede corresponde a um sistema de arcos, estruturados topologicamente,
que pode ser reduzido a um grafo. Este tipo de simplificação facilita a identificação
de estruturas topológicas de redes, tais como: nós (vértices v1 a v7), arcos (e1 a e9)
e polígonos (r1 a r4), conforme exemplificado na Figura 3.
Figura 03 – Simplificação de rede em grafo
Fonte: TURK e GUMUSAY (2004)
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Conforme TURK e GUMUSAY (2004), a representação da rede ilustrada na
Figura 3 pode ser desenvolvida em matrizes de conectividade, conforme identificado
na Tabela 4.
Tabela 04 – Matrizes de conectividade de arcos, vértices e polígonos
Arcos (e)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
0
1
1
1
0
0
0
0
0
2
1
0
1
1
1
0
0
0
0
3
1
1
0
1
0
1
1
0
0
4
1
1
1
0
0
1
0
1
0
5
0
1
0
0
0
0
0
1
1
6
0
0
1
1
0
0
1
1
0
Vértices (v)
7
0
0
1
0
0
1
0
0
1
8
0
0
0
1
1
1
0
0
1
9
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
2
3
4
5
6
7
1
0
0
1
0
0
0
0
2
0
0
1
0
0
0
1
3
1
1
0
1
1
0
0
4
0
0
1
0
1
1
0
Polígonos (r)
5
0
0
1
1
0
0
1
6
0
0
0
1
0
0
1
7
0
1
0
0
1
1
0
1
2
3
4
1
0
1
1
1
2
1
0
1
1
3
1
1
0
1
4
1
1
1
0
Fonte: TURK e GUMUSAY (2004)
Segundo ROCHA (2006), a descrição dos grafos a partir das matrizes de
conectividade permite o seu tratamento matemático, o que seria impossível realizar
em grafos na forma geométrica. Assim, montada a matriz na qual os vértices, por
exemplo, são representados em linhas e em colunas, a interseção entre dois vértices
(com exceção de (i, i), ou seja, o vértice com ele mesmo) apresenta o valor que
corresponde à ligação mantida no sistema. Caso o valor da interseção seja 1, os
vértices estão conectados, se for 0, não há conexão entre estes.
Para a resolução de problemas em redes, pode-se, a partir do grafo e de sua
matriz correspondente, construir matrizes como a matriz de incidência (para grafos
dirigidos), a de menor caminho (para grafos não-dirigidos) e a de custos (para grafos
valorados). O tratamento matricial permite que sejam identificadas as intensidades
de acessibilidade, de conectividade, de coesão do grafo como um todo ou de cada
nó individualmente. Na matriz de menor caminho, por exemplo, são avaliadas todas
as possibilidades de rotas existentes entre todos os vértices do sistema, neste caso,
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todas as células que apresentam valor 1, com exceção daquelas que formam a
diagonal na matriz (i,i) (ROCHA, 2006).
Na solução de problemas passíveis de representação em rede, entretanto,
SILVA (2006) afirma que a maior motivação para a utilização do modelo de redes é o
amplo suporte matemático encontrado na Teoria dos Grafos.
2.3.1. Grafos
Segundo SANTOS (2006), simplificadamente, um grafo é um conjunto de nós
(vértices) conectados por linhas e, estas, a depender da aplicação, podem vir a ter
direção, passando a serem chamadas, então, de arcos. Quando as linhas são
orientadas, o grafo é chamado de grafo “orientado” (Figura 4) ou “dígrafo”.
Figura 04 – Dígrafo
Fonte: SANTOS (2006)
ANGELIS (2005) acrescenta que os dígrafos são formados por pares
ordenados de vértices (arcos). Considerando que os arcos têm um nó de origem e
um de destino, estes, então, têm direção e sentido de percurso, passando a existir
relações de sucessão com antecessores e sucessores de um nó. Quando os
vértices ou os arcos possuem pesos associados, o grafo é dito “ponderado” (Figura
5) (SANTOS, 2006).
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Figura 05 - Grafo não-orientado ponderado
Fonte: SANTOS (2006)
De acordo com DIESTEL (2005), sendo V um conjunto finito e indicado por:
E(V) {{u,v}| u, v V,u v}, onde os subconjuntos de V são dois elementos
distintos, define-se por grafo G = (V, E) a um conjunto finito de objetos chamados de
vértices (ou nós) V = {v1, v2, ...} e um conjunto finito de arcos E = {e1, e2, ...}. A cada
arco ei pertencente a E estão associados dois nós vp e vq pertencentes a V, ou seja,
ei = (vp, vq). O conjunto de vértices de um grafo G é chamado por VG e o conjunto de
arcos por EG, obtendo-se, então, G = (VG, EG).
A cada arco de G pode ser associado um coeficiente de custo c ij, não negativo
ou
, se o custo não estiver definido (ARAÚJO, 2003). Este custo pode representar
o comprimento do segmento, o tempo de percurso do segmento ou uma função de
custo generalizado, tornando, desta forma, G um grafo provido de valor ou valorado.
Segundo SANTOS (2006), genericamente, o custo do percurso entre dois nós de um
grafo é denominado impedância.
A partir da impedância de cada grafo é que os algoritmos podem realizar os
cálculos necessários na procura do caminho de menor custo, otimizando, portanto,
os fluxos de rede (FREITAS, 2004).
Os fluxos de rede estão restritos pelo limite superior c , denominado
capacidade de força, que impõe como condição que a capacidade do arco não seja
excedida. A outra condição, chamada condição de conservação, requer que, para
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qualquer vértice intermediário v , o fluxo do material que chega v seja igual ao que
sai de v (DILO, 2000).
GUIMARÃES (2003) exemplifica um grafo com fluxos e respectivas
capacidades na Figura 6. Assim, os valores expressos nos arcos da figura
representam a capacidade do arco por seu fluxo correspondente, c(e) / f (e) . Desta
maneira, o valor 4/3 significa capacidade 4 e fluxo 3. Somando-se os fluxos,
apresentados na Figura, pois o fluxo que chega a um nó é acumulado até o próximo,
pode-se obter um fluxo máximo que se origina em
s
e chega em r , respeitando as
capacidades de cada arco.
Figura 06 – Grafo com fluxo e capacidade
Fonte: adaptada de GUIMARÃES (2003)
Os vértices de um arco são comparados por GUIMARÃES (2003) a junções,
enquanto os arcos, a tubulações de água em uma rede de distribuição. Nesta, cada
tubo possui uma capacidade dada em m³/s, denominada vazão, além da qual o
mesmo arrebenta, dando origem, assim, aos vazamentos.
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3.
SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA - SAA
Um Sistema de Abastecimento de Água - SAA pode ser conceituado como o
conjunto de tubulações, equipamentos, obras civis e serviços destinados à produção
e fornecimento de água a comunidades, com fins de consumo doméstico, industrial e
público. Tais sistemas podem ainda atender a fins de consumo comerciais ou como
auxílio no combate a incêndios, através dos hidrantes instalados nas redes de
distribuição de água. A administração dos SAAs encontra-se sob a responsabilidade
do poder público, mesmo que sejam administradas em regime de concessão ou
permissão (HARDENBERGH, 1938; MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2007).
O fornecimento de água de um SAA pode ser descrito como o processo que
se inicia na captação da água, onde os esforços energéticos são realizados para
captar a água superficial ou subterrânea, através de bombas hidráulicas de sucção,
situadas em Casa de Bombas ou Estação Elevatória (EE). Tais bombas são
necessárias para elevar a água a níveis altimétricos de captação até o Sistema de
Tratamento de Água, nas Estações de Tratamento de Água (ETA) (TROJAN, 2006).
A água captada nos mananciais é conduzida até a ETA para que sejam
removidos os materiais flutuantes, sólidos suspensos, minerais objetáveis, bactérias,
gases dissolvidos, cor e odor, entre outros, até que a mesma possa ser enquadrada
dentro do Padrão de Potabilidade estabelecido pela Portaria 518/04 do Ministério da
Saúde. Para tal, é necessário que a água ao chegar à ETA passe pelo processo de
mistura, floculação, decantação, filtração e desinfecção, nesta ordem, sendo,
posteriormente, armazenada em reservatórios até o momento de ser distribuída,
através de redes de distribuição, à população abastecida pelo sistema de
abastecimento (TROJAN, 2006; HARDENBERGH, 1938).
As tubulações da rede de distribuição de água partem das ETAs, abastecem
os reservatórios elevados que fazem parte do SAA e ramificam-se, através de
interligações, até chegarem ao usuário final. Durante a distribuição de água, por
vezes, pode ocorrer, a variação de pressão hidráulica nas tubulações, originando as
chamadas zonas de pressão. Esta variação ocorre devido à quebra ou elevação de
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pressão na rede. As válvulas de redução de pressão (VRP) são responsáveis pelas
quebras de pressão, enquanto, a elevação é realizada por meio de bombeamento
hidráulico nas Estações Elevatórias (TROJAN, 2006).
BARROS FILHO (2005) menciona o controle de pressões e vazões das redes
de distribuição de água como um dos meios de atuação para uma gestão eficaz de
um Sistema de Abastecimento de Água. Deve-se considerar, neste ponto, que as
altas pressões podem dar origem aos danos às tubulações de água, ocasionando
vazamentos na rede. Por outro lado, baixas pressões ocasionam a entrada de ar na
rede, causando infiltrações que afetam a qualidade da água.
Segundo TROJAN (2006), o estágio final do abastecimento de água é a
medição do consumo de água das unidades individuais, usuário final, através de
medidores de pequenas vazões – hidrômetros. Esta medição é denominada de
micromedição.
3.1. PARTES COMPONENTES DE SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Geralmente, os Sistemas de Abastecimento de Água são compreendidos
basicamente por: manancial, captação, adução, estação elevatória, estação de
tratamento, reservatórios, rede de distribuição de água, ligações prediais e órgãos
acessórios (GOMES, 2004). A forma como estes componentes estão organizados
pode ser verificada na Figura 7.
Figura 07 – Esquema geral de um Sistema de Abastecimento de Água
Fonte: www.sanepar.com.br
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Detalha-se a seguir os componentes de um SAA, com maior ênfase àqueles
envolvidos diretamente no sistema aplicativo SIG desenvolvido nesta pesquisa.
−
Manancial: Segundo TUCCI (2005), é toda fonte de água que pode ser
destinada ao abastecimento humano, animal e industrial. Os mananciais podem ser
superficiais ou subterrâneas. São superficiais quando oriundas de cursos d´água
como córregos, rios ou lagos, por exemplo (BABBITT et al, 1973). Por outro lado,
são ditos mananciais subterrâneos os aquíferos que armazenam água no subsolo e
permitem que esta seja bombeada sem que, no entanto, haja comprometimento de
seu balanço de entrada e saída de água (TUCCI, 2005).
−
Captação: de acordo com MOURA (2006) denomina-se captação o
conjunto de estruturas e dispositivos construídos ou montados junto a um manancial
com o objetivo de captar a água destinada ao sistema de abastecimento.
A captação de águas superficiais poderá ser realizada de forma direta ou, se
necessário, a partir de reservatórios de acumulação, construídos através de
barragens ou represas para, nos períodos de chuva, cobrir o déficit existente nas
épocas de estiagem. Esta pode ser realizada também em águas subterrâneas, que
pode ser em lençol freático ou lençol artesiano (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2007).
−
Adução: corresponde ao conjunto de tubulações, peças especiais e
órgãos acessórios, destinados a conduzir a água do ponto de captação no
manancial à Estação de Tratamento e, posteriormente, desta ao sistema de
distribuição (HARDENBERGH, 1964; MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2007).
Por regra, as adutoras não possuem derivações destinadas a alimentar redes
distribuidoras, nem tampouco, ramais prediais. Contudo, há casos em que são
realizadas ramificações da adutora principal para levar água a outros pontos do
sistema, estas ramificações são denominadas subadutoras. Considerando a
importância vital destas tubulações para o SAA, qualquer anormalidade que as
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mesmas venham a sofrer afetará diretamente o abastecimento da população
atendida, com consequências significativas (OLIVEIRA et al, 1977).
As adutoras podem ser classificadas segundo dois critérios (MINISTÉRIO DA
SAÚDE, 2007):
(1)
Quanto à natureza da água transportada; e,
(2)
Quanto à energia para a movimentação da água.
Segundo a natureza da água transportada, a adutora pode ser classificada
em:
a.
adutora de água bruta: transporta a água do manancial à Estação de
Tratamento; e,
b.
adutora de água tratada: transporta a água da Estação de Tratamento
aos reservatórios de distribuição.
No que se refere à energia envolvida na movimentação da água, a adutora
pode ser classificada em adutoras por gravidade, recalque ou mista (FAIR et al,
1966; TURNEAURE e RUSSELL, 1924):
a.
Adutoras por gravidade: são as adutoras em que o ponto inicial desta é
mais alto que o ponto final, possibilitando, assim, que seja utilizado
esse desnível para a adução, fazendo uso apenas da energia hidráulica
(MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2007). Este tipo de adução é indicado
quando a tubulação principal da fonte ao ponto de abastecimento é
adequada em tamanho e oferece condições de segurança contra
quebras acidentais (STEEL, 1960).
b.
Adutoras por recalque: são as adutoras que fazem uso de um sistema
elevatório (conjunto moto-bomba e acessórios) para auxiliar na adução,
quando o local da captação não possibilitar que esta seja feita por
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gravidade, quando estiver em nível inferior ao da captação, por
exemplo (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2007).
c.
Adutoras mistas: utiliza-se dos regimes de escoamento por recalque e
por gravidade.
Segundo OLIVEIRA et al (1977), a aplicabilidade dos diversos tipos de
tubulações, peças e acessórios varia de acordo com o funcionamento hidráulico da
adutora, a pressão interna e a durabilidade do material, face às características do
solo em que a mesma será assentada, às cargas internas e à natureza da água
transportada.
REINEMANN (2004) afirma que o aço galvanizado é o tipo de tubo
recomendado para tubulações instaladas dentro de edificações. Entretanto, para
tubulações que serão locadas no solo, o material mais indicado é o plástico.
HARDENBERGH (1964) e a BRASIL (2004) relacionam alguns materiais que
podem ser utilizados em adutoras, a saber:
−
ferro fundido (alta resistência à corrosão);
−
aço (alta resistência à tração e às pressões elevadas);
−
concreto armado;
−
fibra de vidro impregnado em resinas de poliester.
No Brasil, tradicionalmente, os materiais mais utilizados nas construções de
adutoras e subadutoras são o ferro dúctil e o aço carbono, o PVC e a fibra de vidro
e, inclusive, mais recentemente, o PEAD para adutoras de pequenos e médios
diâmetros, a depender das pressões envolvidas (BRASIL, 1999).
−
Estação elevatória: de acordo com a OLIVEIRA et al (1977), estas
estruturas são compostas geralmente por um ou vários conjuntos de bombas
destinadas a captar a água de mananciais de superfície ou subterrâneo, para fazer o
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recalque a pontos distantes ou elevados, ou ainda, para reforçar a capacidade de
adução das adutoras.
−
Estação de tratamento de água: conjunto de estruturas físicas
destinadas ao tratamento da água captada no manancial, de maneira a tornar a
água bruta recebida em água potável, de acordo com os parâmetros de potabilidade
estabelecidos pela Portaria 518 de 25/03/2004 do Ministério da Saúde (BRASIL,
2004).
−
Reservatórios: segundo BABBITT et al (1973), os reservatórios, nos
sistemas de abastecimento de água, podem ter finalidades diversas, podendo ser
usados para represar a água, acumular água, equilibrar vazões, equilibrar pressões
no sistema de distribuição, entre outros usos. De acordo com as finalidades citadas
os reservatórios podem ser classificados em: reservatório de acumulação,
reservatórios de compensação e reservatórios de distribuição. Estes últimos
podendo ser classificados ainda segundo sua localização e forma construtiva
(BRASIL, 2004).
A localização topográfica dos reservatórios de distribuição no sistema é de
suma importância, pois estabelece as condições de pressão na rede. Segundo o
MINISTÉRIO DA SAÚDE (2007), as pressões excessivas na tubulação podem
provocar vazamentos, ruptura das tubulações e conexões, resultando em perdas e
desperdícios de água, além de incorrer em riscos de contaminação da água.
Pressões
insuficientes,
por
outro
lado,
implicam
em
descontinuidade
do
abastecimento em pontos de consumo distantes e/ou elevados.
−
Rede de distribuição de água: é o conjunto de tubulações, peças
especiais e órgãos acessórios que têm por objetivo conduzir a água tratada aos
usuários dos sistemas de abastecimento, de forma contínua, em quantidade e
pressão recomendadas (BRASIL, 2004).
FAIR et al (1966) afirma que uma rede de distribuição é definida segundo a
concepção geométrica de um sistema de distribuição, dependendo do porte da
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cidade a ser abastecida, assim como de características viárias e topográficas. Desta
maneira, independente de qual seja o desenho da rede, esta é constituída por
condutos classificados em: condutos principais ou troncos e condutos secundários.
Segundo OLIVEIRA et al (1977), os condutos principais possuem os maiores
diâmetros e abastecem os condutos secundários, enquanto estes, de menor
diâmetro, têm a finalidade de abastecer os pontos de consumo do sistema.
De acordo com o traçado da rede de distribuição e o sentido de escoamento
nos condutos secundários, as redes podem ser classificadas em (PORTO, 1998;
HANDERBERGH, 1964):
(1)
Redes ramificadas;
(2)
Redes malhadas; e,
(3)
Redes mistas.
As redes são denominadas ramificadas, quando o abastecimento é realizado
a partir de uma tubulação tronco alimentada por um reservatório à montante ou, de
outra forma, sob pressão de um bombeamento, e a distribuição da água é feita
diretamente para os condutos secundários. Nestas redes, em qualquer trecho, podese conhecer o sentido da vazão. Este tipo de rede é geralmente empregado para o
abastecimento de pequenas comunidades, sistemas de irrigação por asperção, etc.
Neste padrão geométrico de rede, a distribuição da vazão fica condicionada à
tubulação tronco, de forma que, se houver um rompimento em algum ponto, toda a
área à jusante do mesmo ficará prejudicada (PORTO, 1998).
As redes malhadas, por seu tempo, são constituídas por tubulações tronco
que formam anéis ou malhas, nas quais existe a possibilidade de reversibilidade no
sentido das vazões, em função da demanda. Desta maneira, pode-se abastecer
qualquer ponto do sistema por mais de um caminho, permitindo, assim, uma maior
flexibilidade em satisfazer a demanda e o mínimo de interrupção no fornecimento de
água durante as manutenções da rede (PORTO, 1998; OLIVEIRA et al, 1977). Os
pontos de derivação de pressão e/ou de mudança de diâmetro em uma rede são
chamados de nós e a tubulação entre dois nós é denominada trecho, o sentido de
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escoamento se dá do conduto principal para os secundários até as extremidades
mortas ou fins de rede (PORTO, 1998).
As redes mistas, por sua vez, apresentam características tanto das redes
ramificadas quanto das redes malhadas. Este tipo de rede é geralmente encontrado
no traçado geométrico das redes de distribuição de água. Os projetos de expansão,
das redes mistas, são realizados de forma a viabilizar a sua execução, sem que haja
aumentos significativos nos custos da obra; dessa maneira, nos casos em que não
for possível interligar as extremidades das tubulações de forma conveniente, estas
são deixadas separadas (HANDENBERGH, 1964).
Independente, contudo, de qual seja o tipo de rede, malhada, ramificada ou
mista, a pressão, velocidade e o diâmetro, são condições hidráulicas limitantes que
devem ser satisfeitas. No projeto de uma rede, a topografia do terreno é, quase
sempre, fator determinante, e considerando-se que os comprimentos das tubulações
são razoáveis, há uma diminuição nas cotas piezométricas dos nós, devido às
perdas de carga hidráulica, e, consequentemente nas pressões disponíveis
(PORTO, 1998).
−
Ligação Predial: OLIVEIRA et al (1977) define ligação predial em um
sistema de abastecimento de água, como o conjunto de dispositivos utilizados para
interligar a rede de distribuição de água e a instalação predial de imóvel.
Uma ligação predial é composta, essencialmente, dos seguintes componentes
(MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2007):
a.
dispositivo de tomada ou peça de derivação: é o conjunto de peças
montadas junto à rede de distribuição, que têm a finalidade de conectar
a rede ao ramal predial (OLIVEIRA et al, 1977).
b.
ramal predial: corresponde ao trecho de tubulação que, partindo do
dispositivo de tomada, segue até o medidor ou até o início da
instalação interna (OLIVEIRA et al, 1977).
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24
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c.
cavalete: é o conjunto de tubos, conexões e registro do ramal predial
para a instalação do hidrômetro, que devem ficar acima do solo
(MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2007).
d.
medidor (hidrômetro): são aparelhos destinados a medir e indicar a
quantidade de água que sai da rede de distribuição e, através do ramal
predial, efetivamente chega ao consumidor. São compostos geralmente
de uma câmara de medição, um dispositivo redutor e um mecanismo
de relojoaria que registra os volumes escoados em um mostrador
(OLIVEIRA et al, 1977).
Considerando que os medidores compõem uma parte particular dos Sistemas
de Abastecimento de Água, denominada sistema de medição, este item merece
alguns esclarecimentos.
Os sistemas de medição são instrumentos indispensáveis para que haja uma
operação eficaz dos sistemas de abastecimento de água, pois o conhecimento
proporcionado pela medição das diversas variáveis envolvidas permite uma melhor
exploração das formas de operação de todas as partes desses sistemas (BRASIL,
2004).
Geralmente no sistema de medição estão envolvidas a micro e a
macromedição. Denomina-se micromedição a medição de consumo realizada no
ponto de abastecimento de um determinado usuário, independente da categoria ou
faixa de consumo a que pertença (BRASIL, 2004). Macromedição, por sua vez,
corresponde ao conjunto de medições que são realizadas no Sistema de
Abastecimento de Água, desde a captação de água bruta até as extremidades de
jusante da rede de distribuição (TROJAN, 2006).
Na micromedição, de acordo com MOURA (2006), são largamente
empregados os hidrômetros, sendo estes, uma das maiores fontes de evasão de
volumes não-faturados em uma companhia de saneamento. Estes equipamentos
apresentam um decaimento do nível de precisão ao longo do tempo, além disso, a
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vida útil varia de 5 a 10 anos, dependendo da qualidade da água distribuída, do tipo
do hidrômetro, etc. (MOURA et al, 2004).
Geralmente, os medidores envolvidos na macromedição são de maior porte
que os utilizados na micromedição, contudo, pode ocorrer que um medidor de
grande porte seja usado em micromedição, como, por exemplo, no caso de um
grande consumidor industrial (BRASIL, 2004).
MOURA (2006) afirma que a aplicação de cada medidor depende, entretanto,
das condições locais, operacionais e da importância do ponto a ser medido. A
calibração do medidor é de fundamental importância, podendo ser realizada tanto
em bancada quanto no local a ser instalado.
−
Órgãos Acessórios: no que concerne às peças especiais ou órgãos
acessórios que fazem parte das adutoras e suas funcionalidades, pode-se citar
como componentes destas:
•
Válvulas ou registros de parada: são destinadas a interromper o fluxo
da água. Permitem também regular a vazão, na operação de enchimento
da linha, evitando, assim, os golpes de aríete. Geralmente uma delas é
colocada à montante e outras ao longo da linha, distribuídas de maneira
que se possa isolar e esgotar trechos da adutora, por ocasião de reparos
(OLIVEIRA et al, 1977; TURNEAURE e RUSSELL, 1924).
•
Válvulas ou registros de descarga: o objetivo principal destas válvulas
é permitir a saída de água das adutoras, sempre que necessário. Estas
são instaladas nos pontos mais baixos da rede, o que permite a saída de
ar, quando se está enchendo a linha ou quando se pretende esvaziá-la
para fins de reparos ou outras razões operacionais (OLIVEIRA et al,
1977).
•
Válvulas redutoras de pressão – VRP´s: são dispositivos instalados no
sistema de abastecimento de água com a função de manter a pressão
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de jusante constante independemente da pressão de montante ou da
vazão, permitindo uma diminuição permanente da pressão interna na
rede (ULANICKI et al, 2000). Por serem operadas através de um circuito
de pilotagem hidráulico-mecânico, não há a necessidade de fontes
externas de energia, elétrica ou mecânica, podendo ser instaladas em
caixas sujeitas a inundações (DENAPOLI et al, 2001).
•
Ventosas: este tipo de válvula permite o escape e a entrada de ar na
tubulação. São instaladas nos pontos mais altos das adutoras, assim,
quando a água está fluindo sob pressão maior que a atmosférica, estas
válvulas permitem que o ar confinado possa sair.
Caso ocorra um
abaixamento da pressão no tubo e água escape, esta será substituída
por um volume equivalente de ar, evitando a criação de vácuo na
adutora (BABBITT, 1973).
•
Válvulas cônicas: podem ser utilizadas com a finalidade de manter o
nível de água constante em um reservatório, impedindo, dessa forma, o
refluxo quando houver interrupção no funcionamento das bombas;
podem ainda, impedir golpes de aríete e reduzir a pressão da água a
qualquer valor (HARDENBERGH, 1964).
•
Válvulas borboletas: tais válvulas permitem o fechamento completo do
canal de um conduto. São comuns nos serviços de água por
apresentarem vantagens do tipo: baixa perda de carga quando
totalmente aberta, abrem e fecham rapidamente com um movimento de
90º no disco da válvula, o coeficiente de vazão muda aproximadamente
com o grau de abertura da válvula, entre várias outras (BABBITT, 1973).
•
Válvulas de retenção: são válvulas que dão passagem à água em um
só sentido e impedem a sua passagem em sentido contrário. Devem ser
instaladas em adutoras de recalque para evitar o retorno da água às
bombas nas paradas de trabalho (HARDENBERGH, 1964).
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3.2. PERDAS NOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Em muitos países, os problemas em relação aos recursos de água ainda
possuem grandes dimensões, em parte devido à deterioração de águas superficiais
e à crescente exploração das águas subterrâneas, e, por outro lado, pelo mau uso e
desperdício de água. Diante disto, a perda de água nos Sistemas de Abastecimento
de Água é considerada uma das questões chaves no gerenciamento dos recursos
hídricos, pois, uma das causas dos altos índices de perdas está diretamente
relacionada ao desperdício de água (McKENZIE e SEAGO, 2005).
Segundo ÇAKMAKCI et al (2007), a perda de água ocorre em todos os
sistemas de abastecimento, contudo, o volume desta perda varia de acordo com as
características da tubulação que compõe a rede, da prática operacional das
concessionárias de saneamento, e do nível de tecnologia e perícia aplicadas em seu
controle, dentre outros fatores. MOURA et al (2004) afirma que, no Brasil, fatores
como valores extremos de pressões nas redes, rupturas nas tubulações, golpes de
ariete, sobrepressões decorrentes de interrupções no fluxo d’água nas tubulações e
desperdício de água são responsáveis por perdas físicas, em média, superiores a
50% do volume de água injetado nos sistemas.
Segundo BALKARAN e WYKE (2003) e BRASIL (2004), pode-se definir
perdas como a diferença entre o volume de água produzido ou fornecido aos
sistemas e o consumo autorizado. As perdas são subdivididas em duas categorias:
as reais (físicas), que correspondem ao volume de água perdida antes de chegar ao
consumidor e as aparentes (não físicas), que correspondem ao volume de água
consumida e não registrada.
As perdas reais (físicas) são o somatório de todos os volumes de água
fornecidos pelo sistema, da captação ao usuário final, e que, no entanto, não são
efetivamente utilizados. Isso ocorre devido a vazamentos ou extravazamentos nos
reservatórios, vazamentos nas redes de captação, adução, distribuição ou ramais
prediais, manutenção da rede ou procedimentos operacionais típicos dos sistemas
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de abastecimento em que haja um consumo maior que o necessário para a
operação (ÇAKMAKCI et al, 2007; TABESH et al, 2008).
As perdas aparentes (não físicas), por sua vez, referem-se a todo volume de
água que, mesmo sendo consumido, não é faturado pela empresa de abastecimento
de água. Estas perdas são decorrentes do somatório de erros nas medições (macro
e micro-medição), assim como, dos consumos não autorizados, como fraudes ou
furto de água e também por falhas na leitura de hidrômetros e cadastros comerciais
desatualizados (GUMIER, 2005; TWDB, 2005).
Os níveis de perdas no Brasil são muito elevados, apresentando uma média
nacional do índice de perdas de faturamento de 39%, segundo dados do Serviço
Nacional de Informações sobre Saneamento - SNIS (2005), enquanto, as médias
regionais são de 59% no Norte (maior valor médio) e de 30,9% no Sudeste (menor
valor médio) (MIRANDA, 2007, in: SANEAS, 2007). Em termos financeiros, estas
perdas correspondem a cerca de R$ 2,5 bilhões/ano, representando um enorme
prejuízo para a economia brasileira, principalmente, se for considerado que o país
precisa de R$ 10 bilhões/ano, nos próximos 20 anos, para universalizar os serviços
de água e esgoto. De acordo com os especialistas do setor de saneamento, podem
ser considerados como bons índices de perdas de faturamento no Brasil, valores da
ordem de 20 a 25%.
SILVA (2005) considera que em sociedades mais desenvolvidas como, por
exemplo, Alemanha, Suiça e Singapura, as perdas deveriam ser pequenas, em torno
de 7%. Contudo, isto não é uma realidade, mesmo em nações ricas como a GrãBretanha, Taiwan e Hong Kong em que foram constatadas perdas entre 25 e 30%,
conforme exposto no Gráfico 1. Do contrário, observa-se que a média está em torno
dos 17% de água não faturada.
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Média 17%
Gráfico 01: Percentual de água não faturada por países
Fonte: BRASIL (2004)
Os tipos de perdas que ocorrem nos Sistemas de Abastecimento de Água
encontram-se exemplificados na Figura 8. Essa Figura ilustra também as principais
entradas e saídas de água de um Sistema de Abastecimento Água, por ordem
sequencial, desde a captação de água bruta até os pontos de micromedição ou
ponto de consumo final pelos clientes, assim como, os pontos de medição de caudal.
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Figura 08 – Tipos de perdas e principais elementos de um SAA
Fonte: MOURA (2006)
A identificação dos pontos de perdas de água e a quantificação dos volumes
dessas perdas permitem que, através do balanço hídrico, seja possível tomar
decisões nas medidas necessárias no combate às perdas de água. Tendo em vista
que a eficiência com que os recursos existentes para otimização da rede são
utilizados depende, não somente, do projeto da rede e da forma como ela é gerida,
de modo a minimizar os desperdícios. Assim, visando à minimização desses
desperdícios
adequadas,
torna-se
que
os
necessário
recursos
que
naturais
as
infra-estruturas
sejam
existentes
racionalmente
sejam
utilizados
e,
principalmente, que haja eficácia e sustentabilidade na gestão deste conjunto
(ALEGRE e COELHO, 1998 in: MOURA, 2006).
3.2.1. Causas das Perdas em Sistemas de Abastecimento de Água
Várias são as causas que provocam perdas de água em Sistemas de
Abastecimento de Água. Estas causas foram identificadas e classificadas em três
grupos: das práticas e rotinas operacionais e comerciais, das perdas aparentes e
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das reais (PERNAMBUCO, 2007). Abaixo são listados alguns desses fatores,
classificados de acordo com seus componentes:
•
Práticas e Rotinas Operacionais e Comerciais
−
Consumo Autorizado:
a)
inexistência de hidrometração das ligações;
b)
deficiência nas práticas e rotinas comerciais;
c)
falta de monitoramento e controle sistematizados dos consumos
medidos faturado.
−
Consumo autorizado não faturado:
a)
desatualização do cadastro comercial;
b)
ligações não-cadastradas;
c)
falta
de
quantificação
e
contabilização
dos
volumes
utilizados/gastos nas atividades operacionais;
d)
falta de quantificação e contabilização dos volumes destinados
ao abastecimento emergencial e ao atendimento comunitário
(chafarizes/lavanderias).
•
Perdas Aparentes
−
Consumo não autorizado:
a)
ligações clandestinas;
b)
fraudes (by pass, violação de hidrômetro e/ou qualquer outro tipo
de violação na ligação ativa ou inativa);
c)
furto de água em quaisquer pontos do sistema de distribuição de
água (caixas de manobras, descargas, ventosas, tomadas de
pressão, reservatórios, entre outros).
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−
Imprecisão na medição:
a)
imprecisão dos macromedidores existentes nos sistemas de
produção e de distribuição de água;
b)
submedição;
c)
dimensionamento inadequado do medidor;
d)
inexistência de uma política eficiente de manutenção e
substituição de hidrômetro;
e)
inexistência de macromedição;
f)
inconsistências nos sistemas de informações.
•
Perdas Reais
−
Vazamentos ou Extravazamentos:
a)
deficiência ou inexistência de automação de unidades de
bombeamento e controle de nível de reservatórios;
−
b)
falhas estruturais;
c)
controle operacional ineficiente;
d)
registro de descarga defeituoso;
e)
falta de definição de níveis operacionais.
Vazamentos ou Extravamentos em adutoras e redes de distribuição:
a)
pressões elevadas;
b)
má qualidade de materiais, tubos, peças e conexões dos
componentes da rede;
c)
má
qualidade
da
mão-de-obra
utilizada
na
implantação/manutenção de redes;
d)
cadastro técnico de rede ineficiente;
e)
especificação incorreta do material utilizado na rede;
f)
deficiência na identificação de vazamentos visíveis;
g)
inadequação da malha de distribuição.
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−
Vazamentos Ramais:
a)
pressões elevadas;
b)
inadequação do colar de tomada;
c)
intervenção de terceiros;
d)
deficiência na identificação de vazamentos visíveis.
3.2.2. Redução das Perdas de Água
A redução das perdas físicas tem influência direta nos custos de produção,
devido à redução do consumo de energia nas diversas partes do sistema, de
produtos químicos no tratamento da água, entre outros fatores. Isso ocorre devido
ao fato de que altos índices de perdas geram a necessidade de captar um volume
de água maior para a distribuição ou, por outro lado, a expansão do SAA. Com a
redução das perdas, contudo, pode-se fazer uso das mesmas instalações para
aumentar a oferta de água, sem necessidade, portanto, de expandir o sistema
produtor (BARROSO, 2005).
Em contrapartida, a redução das perdas não físicas ou aparentes permitirá
que haja um aumento na receita tarifária, gerando uma maior eficiência dos serviços
que são prestados à população e, consequentemente, melhorando o desempenho
financeiro do prestador de serviços em saneamento (SILVA, 2005).
De acordo com ALEGRE e COELHO (1998), é necessário que a gestão dos
recursos para otimização das redes do SAA seja executada com eficácia e
sustentabilidade. Segundo estes autores, para que os desperdícios sejam
minimizados é necessário que as infra-estruturas existentes sejam adequadas e que
os projetos de rede sejam realizados visando à diminuição dos desperdícios.
THORNTON (2003) ressalta a importância do controle de vazamentos como
pré-requisito para o gerenciamento efetivo das perdas reais. Inclusive, em alguns
países, notadamente no Japão e Reino Unido, tem sido reconhecido, já há mais de
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20 anos, que o gerenciamento de pressões é essencial no gerenciamento efetivo de
vazamentos.
O gerenciamento de pressão na rede é realizado no SAA através da
instalação de válvulas redutoras de pressão – VRP. Segundo BRASIL (1999), a
instalação de uma VRP, dimensionada para reduzir as cargas em 60%, acarretará
uma redução de 37% nas perdas existentes em um setor que apresente perdas
físicas conhecidas de 50%. Assim, ocorrerá uma redução nas perdas de 50% para
31,5%. Desta maneira, pode-se quantificar previamente as reduções de perdas
esperadas e, assim, avaliar o retorno econômico dos investimentos realizados no
combate à redução de perdas, por meio da instalação das VRP.
Dentro deste entendimento, cidades como Khyeletsia, África do Sul, e São
Paulo, no Brasil, por exemplo, apresentam histórias de sucesso na redução de
vazamentos na rede com a implantação de centenas de válvulas redutoras de
pressão (VRP) como medidas no controle das pressões (THORNTON, 2003).
Como medida geral para a redução das perdas, PERNAMBUCO (2007)
agrupa as soluções direcionadas neste sentido em dois segmentos. O primeiro
segmento envolve medidas que visam à completa contabilização da água que entra
e sai do sistema de distribuição, tais como: inspeção no sistema de informação,
calibração/aferição, ajustagem e regulagem de medidores e instrumentos instalados
na rede e nas infra-estruturas, a qualidade do serviço de manutenção, entre outras.
O outro segmento envolve ações direcionadas às condições de funcionamento do
SAA com ênfase no gerenciamento das pressões e na operação/manutenção de sua
infra-estrutura.
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4.
METODOLOGIA DA PESQUISA
A seguir são apresentados os procedimentos metodológicos e os recursos
tecnológicos utilizados no desenvolvimento do sistema aplicativo em ambiente SIG
para gerenciamento das redes de água e seus órgãos acessórios implementado
nesta pesquisa.
4.1.
PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
4.1.1. Caracterização do Problema
Para que houvesse melhor compreensão de como os componentes de um
Sistema de Abastecimento de Água estão relacionados entre si, foi realizado, nesta
etapa da pesquisa, um levantamento de várias informações sobre esses sistemas
em uma companhia de saneamento básico, a saber: Companhia Pernambucana de
Saneamento - COMPESA. Este levantamento também teve como objetivo conhecer
e analisar a metodologia de gestão de um SAA e avaliar se o modelo adotado pela
empresa atendia às necessidades de informações e disponibilização dos dados no
combate às perdas de água.
Esta etapa, denominada abstração do mundo real, permitiu que fosse possível
compreender
como
estes
sistemas
estão
estruturados,
quais
são
os
relacionamentos existentes entre as redes e suas conexões, assim como, entre as
redes de distribuição de água e os pontos de abastecimento. Assim, foi possível
representar os fenômenos observados através de um modelo que descreve a
estrutura e os relacionamentos em uma base de dados, sem, contudo, levar em
consideração conceitos computacionais ou a tecnologia que seria empregada na
implementação do mesmo.
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4.1.2. Coleta de Dados
A coleta de dados foi realizada através da aquisição das bases cartográficas
da área de estudo e de dados descritivos dos clientes que fazem parte do Setor
Comercial 112, correspondente Distrito Operacional 16 na área técnica/operacional.
Estes dados foram cedidos pela COMPESA, através da Coordenação de
Cadastro Técnico, da Coordenação de Atualização e Controle de Cadastro e da
Gerência de Mercado.
Além das bases cartográficas e dados descritivos, também foi necessário
obter vários esclarecimentos quanto à localização das redes de distribuição, das
válvulas e outros órgãos acessórios que compõem a rede, além de informações
quanto às ligações dos ramais prediais. Para tanto, foram realizadas visitas à
Coordenação de Agências de Serviços (CAS) – Dois Irmãos e também visitas “in
loco”.
4.1.3. Implementação do Sistema Aplicativo em Ambiente SIG
Após o planejamento e a concepção do modelo conceitual, o sistema foi
implementado através das seguintes etapas:
•
Edição da Base Cartográfica;
•
Criação do Banco de Dados Espaciais – BDE;
•
Conversão dos dados espaciais para o BDE; e,
•
Verificação da consistência geométrica da rede e geocodificação dos
clientes medidos e não medidos.
4.1.3.1. Edição da Base Cartográfica
Visto que, a base de dados recebida estava em .dwg, utilizou-se o AutoCad
Civil 3D 2007, nas dependências da COMPESA, para realizar as edições da base
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cartográfica, necessárias para sua adequação a um ambiente SIG. Nesta etapa,
foram encontradas várias inconsistências, tais como: linhas duplicadas, ligações
inexistentes entre as linhas, peças desenhadas com polilinhas, quando deveriam ser
pontos, entidades semelhantes em níveis de informações diferentes, inexistência de
nós na rede, entre outras.
Além das inconsistências citadas, o traçado das redes de água induzia a
dúvidas que dificultavam a compreensão da realidade das mesmas em campo, a
saber: linhas que se cruzavam sem que houvesse indicação da existência ou
inexistência de alguma peça no encontro das mesmas e redes sem informação de
diâmetro ou material, por exemplo. Além disto, houve vários casos de logradouros
com edificações pertencentes a clientes de água da COMPESA, sem que, no
entanto, houvesse qualquer informação quanto à existência de rede de
abastecimento na base cartográfica.
Identificadas e corrigidas as dúvidas e inconsistências, a rede de água foi
compatibilizada para a estrutura topológica arco-nó, ainda em ambiente CAD.
Os quarteirões são representados na base cartográfica da COMPESA, através
de seus limites, no nível de informações Quadras. A Coordenação de Atualização e
Controle de Cadastro – CAC utiliza as quadras contendo os limites dos lotes como
referência na localização dos clientes da COMPESA e no cadastramento de novos
clientes. Considerando a importância deste nível de informação para as diversas
atividades desenvolvidas na CAC, as quadras foram editadas, de forma a tornaremse polígonos fechados e, posteriormente, foram exportadas em formato shape para
o banco de dados.
Em relação às demais entidades existentes na base cartográfica, tais como:
textos, edificações, meio-fio, entre outras, estas foram organizadas de maneira que
entidades semelhantes ficassem em um mesmo nível de informação e entidades
diferentes em níveis diferentes. Além disso, foram eliminados linhas e textos
duplicados, blocos desnecessários e níveis de informações vazios. Esta base foi
utilizada durante a alimentação do banco de dados, apenas como referência para a
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Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
locação dos ramais e hidrômetros adicionados ao sistema. Além disso, nas análises
espaciais, sua função também era de referência na visualização das entidades do
sistema.
4.1.3.2. Criação do Banco de Dados Espaciais - BDE
Para a criação do Banco de Dados Espaciais – BDE foi utilizado o programa
ArcGIS da ESRI, através do módulo de Gerenciamento de Banco de Dados deste
programa, o ArcCatalog. Este módulo possibilitou a criação das classes, de seus
atributos e subtipos, além do relacionamento existente entre as mesmas.
As feições que seriam representadas no sistema como pontos, tais como:
peças, pontos de consumo, medidores, entre outras, foram agrupadas na
superclasse Feição Junção Simples. Enquanto na superclasse Feição Rede
Complexa foram agrupadas as feições relacionadas às redes de água principal e
ramal predial que são representadas por linhas.
Em seguida, criou-se a rede geométrica definindo-se quais classes
participariam da mesma, quais as feições que receberiam pesos, tipo diâmetro e
comprimento, e finalmente, que feições se comportariam como fonte ou coletor no
sistema. Assim, foram estabelecidos para a classe rede água os pesos diâmetro e
comprimento, enquanto, para a classe reservatório foi instituído o comportamento de
fonte.
Encerrada esta etapa, o Banco de Dados Espaciais estava disponível para ser
carregado com as informações pertinentes.
4.1.3.3. Conversão dos Dados Espaciais para o BDE
Em relação à base cartográfica, o processo de conversão restringiu-se às
redes de água que faziam parte desta base. Tais redes foram convertidas em arcos
e adicionadas às classes pertencentes, estas criadas anteriormente no modelo
físico. Assim, os arcos que representavam as redes de distribuição foram locados
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
39
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
nesta classe, da mesma forma, aqueles que representavam adutoras, subadutoras
ou ramais. Além disso, foram adicionados os nós das redes e as respectivas
singularidades de cada nó (peças, válvulas, dentre outros), além do lançamento dos
ramais prediais em todos os imóveis da base de dados descritivos listados como
Ligado, Ligado em Análise ou Cortado.
Todas as inconsistências de rede encontradas durante o processo de
conversão foram sanadas. Para isto, tornou-se necessário, em alguns momentos,
esclarecimentos por parte dos profissionais da área operacional da CAS Dois
Irmãos.
Durante o processo de conversão, foram criadas também as regras
topológicas do sistema, com o objetivo de detectar erros na conversão dos arcos e
nós, assim como, daqueles gerados durante a importação das quadras.
Ainda nesta etapa, foi realizada a importação dos dados descritivos dos
clientes da COMPESA para o Banco de Dados Espaciais, através do módulo
ArcCatalog do ArcGIS.
4.1.3.4. Verificação
da
Consistência
Geométrica
da
Rede
e
Geocodificação dos Clientes Medidos e Não Medidos
Nesta etapa do processo, a consistência geométrica da rede foi analisada,
visando preservar a integridade dos dados, assim como, a consistência topológica
do sistema. Assim, os erros encontradas quanto à desconexão de arcos e nós, arcos
duplicados, arcos pendentes, nós inexistentes, entre outros, foram corrigidos
empregando-se as funções disponíveis no módulo ArcMap do software ArcGIS.
A geocodificação dos clientes medidos e não medidos foi realizada através da
vinculação das feições correspondentes, a saber: hidrômetros e pontos de
abastecimento, respectivamente, com a tabela que contém os dados comerciais dos
clientes, CadComClientes, a partir da chave primária “matrícula”. Dessa forma, a
topologia arco-nó foi estabelecida pela conexão entre os hidrômetros ou os pontos
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
40
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
de abastecimento e os ramais prediais que, por sua vez, foram conectados às redes
de distribuição.
4.2. RECURSOS TECNOLÓGICOS
Os recursos necessários para o desenvolvimento e implementação da
pesquisa e do projeto piloto foram concedidos pela Companhia Pernambucana de
Saneamento – COMPESA e pela Universidade Federal de Pernambucano – UFPE,
através do Departamento de Engenharia Cartográfica – DECart, além de recursos
próprios, sendo os mesmos relacionados a seguir:
4.2.1. Equipamentos Computacionais
•
Notebook: processador Core 2 Duo Cache L2 2MB, 1GB DDR2
667MHz de memória RAM, placa de vídeo integrada Intel GMA X3100
e disco rígido de 120GB SATA 5400RPM;
•
Microcomputador: processador Pentium IV, 1GB de memória RAM,
placa de vídeo integrada Intel e disco rígido de 80GB;
•
Impressora: Xerox Phaser 6180MFP-N;
•
Plotter: HP DesignJet 1050C.
4.2.2. Programas Computacionais
•
AutoCad Civil 3D 2007: utilizado na edição e manipulação da base
cartográfica em .dwg;
•
Microsoft Visio 2007: programa CASE utilizado na criação do modelo
conceitual;
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
41
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
•
ArcGIS: plataforma SIG composta dos aplicativos ArcMap, ArcToolbox
e ArcCatalog;
•
Microsoft Office Excel 2007: programa editor de tabelas utilizado na
edição da base descritiva;
•
Microsoft Office Access 2007: Sistema Gerenciador de Banco de
Dados utilizado para manipulação dos dados descritivos;
•
Microsoft Office Word 2007: programa editor de texto utilizado na
edição deste trabalho.
4.2.3. Base de Dados Espaciais
A base de dados espaciais é composta pelos dados descritivos e pelos dados
gráficos, relacionados a seguir:
4.2.3.1. Base de Dados Descritivos
Dados cadastrais dos clientes pertencentes ao setor 112, das ligações
prediais e dos hidrômetros, cedida em meio digital, formato .xls, pela COMPESA
através da Gerência de Mercado – GME.
O gerenciamento desses dados é de responsabilidade da Coordenação de
Atualização e Controle de Cadastro. A manutenção, por sua vez, é realizada através
de rotinas de atendimento e execução de serviços diários. O Sistema de
Gerenciador de Banco de Dados – SGBD utilizado pela COMPESA, GSAN, é,
posteriormente, alimentado pelas Ordens de Serviços - OS preenchidas em campo,
de acordo com a natureza do serviço executado.
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
42
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
4.2.3.2. Base de Dados Gráficos
A base cartográfica correspondente à área de estudo, Distrito 16, Setor
Comercial 112, foi cedida pela COMPESA através da Coordenação de Cadastro
Técnico - CCT e da Coordenação de Atualização e Controle de Cadastro, em meio
digital, formato .dwg, versão AutoCad 2000. Esta base era composta de:
•
Plantas Topográficas Cadastrais no padrão UNIBASE, escala 1:1000,
sistema de referência UTM – Universal Transversa de Mercator, fuso
25, Datum SAD 69, Elipsóide de Referência 67. A Figura 09 mostra
compesa
uma das plantas pertencente à área de estudo.
SISTEMA :
PLANTA DE REFERENCIA
CIDADE :
ORIGEM
ASSUNTO
NUMERO
NÚMERO DA PRANCHA
DATA
ESCALA
EMPREITEIRA
ESCALA
DATA
ASSINATURA
DESENHO
150mm 65.07m
150mm 58.68m
R. PROFº JERÔNIMO GUEIROS
150mm 51.93m
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75m
m 120
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PVC
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6.24m
150mm 33.94m
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3.53
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R. D. MARIA
LUIZA GUERRA
100mm 86.49m
7.44
m
100mmPVC
266.44m
25
m
0.67
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0m
m
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100mm 113.69m
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0m
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100mm
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100m
100mm
100mm 119.79m
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5m
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100mm
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R. AMARO COUTINHO
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100mm 214.89m
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450m
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R. SALVADOR DE SÁ
100mm FoFo 148.60m
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R. JOSE ALEXANDRE CAÇADOR
100mmPVC 89.22m
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R. MEM
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250mm
88.93m
250mm
R. MEM
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6.47m
85.48m
250mm
1m
100mm61.3
7m
PVC 140.6
AV. SANTOS DUMONT
R. ENGº NESTOR MOREIRA
75mm159.55m
8.55m
R.COUTO MAGALHÃES
100mm PVC 163.21m
400mm
100mm PVC 163.77m
ALHO
75mm
R.GERSON
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R. ALMIR
m
PVC 75.21
75mm
135.39m
75mm PVC 134.52m
R. ALMIRANTE NORONHA DE CARVALHO
DATA
0. R.
52
m
DATA
DATA
m
13
ASSINATURA
ASSINATURA
R. BERNARDO VASCONCELOS
NOME ENG. RESP. EMPREITEIRA
NOME ENG. RESP. COMPESA
Figura 09 – Planta Topográfica Cadastral UNIBASE
Fonte: COMPESA, 2008
•
Quadras de setor, neste caso, setor 112, oriundas da UNIBASE
correspondente, com os seguintes níveis de informação: quadras,
lotes, edificações, toponímia e textos referentes às edificações e ao
lotes. A Figura 10, referente à Quadra 005, exemplifica um dos
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
43
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
arquivos digitais cedidos pela Coordenação de Atualização e Controle
de Cadastro para a realização desta pesquisa.
Figura 10 – Exemplo de Quadra do Setor 112
Fonte: COMPESA, 2008
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44
Análise e Gerenciamento de Sistema de Abastecimento de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
5.
IMPLEMENTAÇÃO DA METODOLOGIA DA PESQUISA
Com o intuito de avaliar a metodologia adotada no desenvolvimento desta
pesquisa, foi desenvolvido um sistema aplicativo em SIG como projeto piloto no
município de Recife, capital do Estado de Pernambuco.
O município de Recife localiza-se na Região Metropolitana de Recife – RMR
(Figura 11), região situada no Nordeste do Brasil, entre os meridianos 34º45’ e 35º00
Oeste e os paralelos 8º45’ e 7º40’ Sul. Com uma área correspondente a 218,11km²,
a cidade de Recife está dividida em 94 bairros. Concentra-se na RMR 42% da
população do Estado de Pernambuco, o que corresponde a 3.337.565 habitantes,
destes 96,9% encontram-se na área urbana e 3,1% na área rural. Recife se destaca,
dentre os municípios da RMR, com mais de um milhão de habitantes (1.422.905),
enquanto, o município de Olinda ocupa o terceiro lugar, com 367.902 habitantes,
segundo censo do IBGE, 2000.
No Estado de Pernambuco, o serviço de abastecimento de água e de
esgotamento sanitário está sob a concessão da COMPESA (Companhia
Pernambucana de Saneamento), empresa de economia mista, em que o Estado de
Pernambuco é o maior acionista, executora da política de saneamento e
concessionária dos serviços de abastecimento d´água e esgotamento sanitário no
âmbito estadual (PERNAMBUCO, 2008).
A localização geográfica da cidade de Recife, em relação à Região
Metropolitana, é mostrada na Figura 11, assim como, a subdivisão dos distritos
operacionais e dos Setores Comerciais da COMPESA neste município, com
destaque para a área de estudo, a saber: Setor Comercial 112 / Distrito Operacional
16.
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
45
Análise e Gerenciamento de Sistema de Abastecimento de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
Figura 11 – Setor Comercial 112 / Distrito Operacional 16 localizados na RMR
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
46
Análise e Gerenciamento de Sistema de Abastecimento de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
Dentre os 55 distritos operacionais em que a cidade do Recife encontra-se
subdividida, aquele de interesse a essa pesquisa é o Distrito 16. Esse distrito é
alimentado pelos sistemas produtores Alto do Céu/Caixa D´água e seu limite
coincide com o limite do Setor Comercial 112. São contemplados por este distrito o
bairro do Rosarinho, praticamente todo o bairro da Tamarineira e parte dos bairros
da Encruzilhada, Jaqueira e Parnamirim, que juntos possuem uma área de 3,175km²
aproximadamente.
Segundo estudo realizado por MIRANDA (2005) sobre o Desenvolvimento
Humano e Habitação no Recife, no qual foram investigados indicadores de
habitabilidade, tais como: acesso a bens e serviços básicos e condição domiciliar, os
bairros citados estão inclusos entre aqueles que apresentam as melhores condições
de moradia.
5.1.
ABSTRAÇÃO DO MUNDO REAL
Com o intuito de definir quais elementos fariam parte do domínio da aplicação
em estudo, tornou-se necessário, nessa fase do desenvolvimento da pesquisa, obter
um conhecimento mais aprofundado sobre as atividades diárias da COMPESA, no
que se refere aos Sistemas de Abastecimento de Água - SAA. Assim, buscou-se
entender como as unidades de um SAA estão organizadas e qual o relacionamento
existente entre essas unidades e as áreas técnica, operacional e comercial da
companhia.
5.1.1. Descrição da Aplicação
Depois de realizado o estudo nos dados fornecidos pela COMPESA, pôde-se
definir quais as entidades que fariam parte do domínio da aplicação em estudo.
Essas entidades constituem três aspectos funcionais, a saber: base cartográfica,
dados do Cadastro Técnico e dados do Cadastro Comercial.
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47
Análise e Gerenciamento de Sistema de Abastecimento de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
O acervo principal da COMPESA, no que se refere à Base Cartográfica da
Região Metropolitana do Recife, tem origem no projeto UNIBASE. Esse projeto teve
como objetivo principal a Unificação das Bases Cadastrais da RMR, tendo sido
realizado em 1995, através de um Convênio de Cooperação Técnica entre a
COMPESA, a FIDEM – Fundação de Desenvolvimento Municipal, as Prefeituras
Municipais da Região Metropolitana do Recife, as concessionárias de energia
elétrica – CELPE e de telefonia - TELEMAR. O objeto contratado por esse convênio
foi o vôo aerofotogramétrico da RMR, correspondente a uma área de 600km², assim
como, a restituição desse vôo. Essa restituição foi realizada na escala de 1:1000,
tendo sido geradas Plantas Topográficas Cadastrais - PTC, em formato .dwg,
relativas a uma área de 0,5km² por planta.
Os níveis de informação restituídos nas Plantas Topográficas foram os mais
diversos, podendo-se citar alguns níveis de interesse específico para a COMPESA,
tais como: limites de quadras, lotes, edificações, logradouros, praças, meio-fio,
malha viária, hidrografia e todos os textos correspondentes, entre outros.
No âmbito das companhias de saneamento, cabe ao Cadastro Técnico dotar o
órgão de informações que colaborem na elaboração de planejamento de execução
de atividades das áreas operacional de manutenção dos Sistemas de Abastecimento
de Água. Para tal, faz-se necessário que haja o registro e a manutenção das
informações técnicas a respeito dos elementos que compõem os sistemas de água,
como rede distribuição, adutoras e órgãos acessórios, de forma precisa e atualizada.
O registro das informações relativas aos SAA é realizado no Cadastro Técnico
através do traçado das redes de distribuição de água, adutoras e subadutoras, com
seus respectivos caminhamentos, nas plantas da UNIBASE. As informações
relativas ao material, diâmetro e profundidade do tubo são acrescentadas ao
desenho da rede em forma de textos. Tais informações são obtidas através do
cadastro de obras de implantação ou substituição de redes realizadas pela área
operacional da COMPESA ou por empresas terceirizadas. Em relação à altimetria, a
base cartográfica utilizada no Cadastro Técnico é dotada das curvas de níveis de
toda a RMR, oriundas da vetorização das respectivas cartas altimétricas da FIDEM.
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
48
Análise e Gerenciamento de Sistema de Abastecimento de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
Por sua vez, cabe ao Cadastro Comercial, nas companhias de saneamento,
executar a gestão das atividades relacionadas à parte comercial das ligações de
água e de esgotos sanitários dos clientes. Tendo como uma das principais tarefas
deste setor, a definição e manutenção do cadastro dos consumidores de forma
eficiente e com grau de atualização tal que permita a realização de tarefas como: o
provimento de informações corretas quanto aos clientes, à leitura do consumo do
cliente em campo, a minimização da ocorrência de fraudes ou ligações clandestinas,
assim como, informações sobre faturamento, cobrança e arrecadação.
Diante disso, o Cadastro Comercial da COMPESA tem como elemento básico
da base de dados o registro cadastral feito para cada imóvel, este sendo composto
por três grupos de informações: dados do consumidor (agrupados por categorias e
subcategorias), dados do imóvel, dados da ligação. Quanto aos dados do
consumidor, este é subdivido em cinco categorias, a saber: residencial, comercial,
industrial, público ou ainda ter a categoria mista. Os dados do imóvel, por outro lado,
fazem referência ao número de economias do imóvel, sendo considerada economia
todo o imóvel ou subdivisão ocupável com entrada própria independente das
demais, entre outros critérios. Os dados da ligação correspondem à situação da
ligação de água, podendo ser: potencial, factível, ligado, ligado em análise, cortado e
suprimido.
Considerando o universo de informações existentes sobre os Sistemas de
Abastecimento de Água da COMPESA, foi decidido que a melhor opção seria adotar
como universo de pesquisa apenas um dos trechos de um SAA, a saber: o sistema
de distribuição de água, partindo de um reservatório de distribuição até o usuário
final.
Dessa forma, o sistema proposto teria como função principal realizar o
gerenciamento e análises espaciais de dados técnicos, operacionais e comerciais
relativos a um sistema de distribuição de água e seus componentes, atuando
segundo duas demandas, sendo uma técnica/operacional e outra comercial.
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
49
Análise e Gerenciamento de Sistema de Abastecimento de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
Segundo o ponto de vista técnico/operacional, o sistema permitiria realizar
análises espaciais quanto à identificação e localização de redes de distribuição e
seus órgãos acessórios de acordo com: o material, o diâmetro, a rede principal ou
secundária, as válvulas, os registros ou outras peças de interesse e também o fluxo
de água. Além disso, seria possível determinar quais os usuários do sistema
atingidos em caso de fechamento de registros ou válvulas, em função da realização
de obras de manutenção da rede ou em dias de racionamento de água.
Segundo a demanda comercial, seria possível identificar e localizar os clientes
medidos ou não medidos cadastrados no sistema; informações relativas à data de
instalação, tipo e capacidade dos hidrômetros instalados; clientes que possuem
débitos ou que estão em situação irregular quanto à situação de água; informações
quanto às ligações prediais; além de identificar e localizar os clientes de acordo com
informações como: nome do cliente, endereço, matrícula, consumo mensal, entre
outras.
Pode-se, assim, listar como principais funções do sistema, as seguintes:
•
Gerar as bases de dados espaciais em formato raster e vetor;
•
Permitir a atualização da base de dados espaciais;
•
Validar as alterações do cadastro técnico e do comercial;
•
Permitir a realização de análises espaciais;
•
Realizar análises de fluxo a partir da topologia arco-nó das redes de
distribuição armazenadas no sistema;
•
Indicar os consumidores que serão afetados a partir das manobras
realizadas nas válvulas ou registros existentes na rede ou nos casos de
vazamento ou estouramento de rede;
•
Gerar mapas temáticos relativos aos dados técnicos, operacionais e
comerciais do sistema, gerados a partir de consultas e análises espaciais;
•
Gerar gráficos e relatórios a partir de consultas e análises realizadas no
sistema.
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
50
Análise e Gerenciamento de Sistema de Abastecimento de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
O sistema aplicativo pode, entretanto, apresentar restrições, caso as
informações referentes às redes de abastecimento de água e perfil dos
consumidores não sejam revisados e atualizados sempre que estas sofrerem
alterações. Tal procedimento visa à diminuição das incertezas e resultados
diferentes da realidade do sistema no momento da consulta.
5.2.
MODELO CONCEITUAL
Com base nas informações obtidas durante o processo de abstração do
mundo real, foi possível compreender como está estruturado um sistema de
abastecimento de água, quais são os relacionamentos existentes entre as redes e
suas conexões, assim como, entre as redes de distribuição de água e os pontos de
abastecimento. Além do estudo realizado durante a abstração, a aquisição da base
cartográfica e dos dados descritivos, o conhecimento adquirido através da linguagem
UML (BOOCH et al, 1998) permitiu que fosse realizada a modelagem das entidades
geográficas, em termos de objetos, propriedades, relacionamentos e processos.
Diante disto, pôde-se dar início ao modelo conceitual, adotando-se como
premissa que os órgãos acessórios e as conexões seriam representadas como
pontos e as tubulações seriam representadas por linhas ou, segundo a topologia
arco-nó, por nós e arcos, respectivamente. Para tal, fez-se uso de um programa
CASE (Computer Aided System Engeneering), Microsoft Visio 2007, que possibilitou
a definição das classes abstratas e das concretas que fazem parte do sistema, dos
objetos, dos relacionamentos entre as entidades representadas, assim como, dos
atributos (LAGO, 2006). Como referência foi utilizado um modelo disponibilizado pela
Miner & Miner no endereço eletrônico <www.esri.com>.
A complexidade desta etapa reside no fato de que é preciso agrupar em
classes as entidades que comporão o sistema, de acordo com suas características e
funcionalidades, além de estabelecer os relacionamentos existentes entre estas
classes. Tal tarefa exige um alto nível de detalhamento na abstração do mundo real
(RUMBAUGH et al, 1994). Por outro lado, o uso de um programa CASE possibilitou
a exportação do modelo UML criado para o formato .xmi. Este formato de arquivo
Rosemary Batista do Nascimento
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51
Análise e Gerenciamento de Sistema de Abastecimento de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
permite que o modelo seja importado no aplicativo de gerenciamento de dados do
ArcGIS, o ArcCatalog. Uma vez realizada a importação, o ArcCatalog gera
automaticamente o Banco de Dados Espaciais – BDE, composto por classes,
objetos e relacionamentos definidos no modelo.
A partir das estruturas estáticas de UML, foram construídos os diagramas de
classes necessários para o desenvolvimento do sistema, dentre eles:
−
Diagrama do Cadastro Técnico (Figuras 12 e 13);
−
Diagrama do Cadastro Comercial (Figura 14).
Foram estabelecidos também os relacionamentos existentes entre as classes
(Figura 15) e os domínios que correspondem aos valores possíveis para um atributo,
estes últimos serão devidamente descritos no Dicionário de Dados.
Rosemary Batista do Nascimento
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52
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Figura 12 – Diagrama Cadastro Técnico (Parte 1)
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53
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Figura 13 – Diagrama Cadastro Técnico (Parte 2)
Rosemary Batista do Nascimento
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54
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Classes::Feature
+Shape : esriFieldTypeGeometry
Classe Abstrata::SetorComercial
+SetorComercial : esriFieldTypeInteger
LimiteSetor
+Perimetro : esriFieldTypeDouble
+Area : esriFieldTypeDouble
+SetorComercial : esriFieldTypeInteger
+AreaAdministrativa : esriFieldTypeString
QuadraSetor
+Perimetro : esriFieldTypeDouble
+Area : esriFieldTypeDouble
+SetorComercial : esriFieldTypeInteger
+AreaAdministrativa : esriFieldTypeString
+Quadra : esriFieldTypeInteger
Classes::Objeto
+ObjetoID : esriFieldTypeOID
Workspace::CadComClientes
+ObjetoID : esriFieldTypeOID
+gerreg : esriFieldTypeDouble
+nomreg : esriFieldTypeString
+codloca : esriFieldTypeDouble
+nomeloca : esriFieldTypeString
+setor : esriFieldTypeDouble
+quadra : esriFieldTypeDouble
+lote : esriFieldTypeDouble
+sublote : esriFieldTypeDouble
+grupo : esriFieldTypeDouble
+matricula2 : esriFieldTypeInteger
+fone : esriFieldTypeDouble
+email : esriFieldTypeString
+economias : esriFieldTypeDouble
+perfil : esriFieldTypeString
+subcategoria : esriFieldTypeDouble
+cat : esriFieldTypeString
+sit_agua : esriFieldTypeString
+diam_lig_agua : esriFieldTypeString
+mat_lig_agua : esriFieldTypeString
+perfil_ligacao : esriFieldTypeString
+hidr_poco : esriFieldTypeString
+hidr_num : esriFieldTypeString
+hidr_marca : esriFieldTypeString
+hidr_cap : esriFieldTypeString
+hidr_ano_fab : esriFieldTypeString
+hidr_tipo : esriFieldTypeString
+hidr_diametro : esriFieldTypeString
+hidr_local_inst : esriFieldTypeString
+hidr_protecao : esriFieldTypeString
+hidr_cavalete : esriFieldTypeDouble
+datainsthid : esriFieldTypeDate
+consumoagua : esriFieldTypeDouble
+media : esriFieldTypeDouble
+clienteusuario : esriFieldTypeString
+endereco : esriFieldTypeString
+tipopoco : esriFieldTypeString
+anorm_cons : esriFieldTypeDouble
+anorm_leit : esriFieldTypeDouble
+refer : esriFieldTypeString
+vencto : esriFieldTypeDate
+valoraguames : esriFieldTypeDouble
+valorfatmes : esriFieldTypeDouble
+servicos : esriFieldTypeDouble
+valordebitos : esriFieldTypeDouble
+qtdfaturas : esriFieldTypeDouble
Figura 14 – Diagrama Cadastro Comercial
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
55
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PontoConsumo
+ObjetoID : esriFieldTypeOID
+AncillaryRole : esriFieldTypeSmallInteger
+AreaAdministrativa : esriFieldTypeString
+AreaOperacional : esriFieldTypeString
+FacilidadeID : esriFieldTypeString
+DataInstalacao : esriFieldTypeDate
+LocalInstalacao : esriFieldTypeString
+Rotacao : esriFieldTypeDouble
+SituacaoAtual : esriFieldTypeString
+Subtipo : esriFieldTypeInteger
+Elevacao : esriFieldTypeDouble
+TipoAgua : esriFieldTypeString
+RelatorioID : esriFieldTypeString
+Enabled : esriFieldTypeSmallInteger
+Matricula : esriFieldTypeInteger
RamalPredial_Possui_Vazamento
RamalPredial
+DescricaoLocal : esriFieldTypeString
+Diametro : esriFieldTypeDouble = 1
1
1
*
Vazamento
1
RamalPredial_Possui_PontoConsumo
1
1
PontoConsumo_Possui_CadCliente
Workspace::CadComClientes
+ObjetoID : esriFieldTypeOID
+gerreg : esriFieldTypeDouble
+nomreg : esriFieldTypeString
+codloca : esriFieldTypeDouble
+nomeloca : esriFieldTypeString
+setor : esriFieldTypeDouble
+quadra : esriFieldTypeDouble
+lote : esriFieldTypeDouble
+sublote : esriFieldTypeDouble
+grupo : esriFieldTypeDouble
+matricula2 : esriFieldTypeInteger
+fone : esriFieldTypeDouble
+email : esriFieldTypeString
+economias : esriFieldTypeDouble
+perfil : esriFieldTypeString
+subcategoria : esriFieldTypeDouble
+cat : esriFieldTypeString
+sit_agua : esriFieldTypeString
+diam_lig_agua : esriFieldTypeString
+mat_lig_agua : esriFieldTypeString
+perfil_ligacao : esriFieldTypeString
+hidr_poco : esriFieldTypeString
+hidr_num : esriFieldTypeString
+hidr_marca : esriFieldTypeString
+hidr_cap : esriFieldTypeString
+hidr_ano_fab : esriFieldTypeString
+hidr_tipo : esriFieldTypeString
+hidr_diametro : esriFieldTypeString
+hidr_local_inst : esriFieldTypeString
+hidr_protecao : esriFieldTypeString
+hidr_cavalete : esriFieldTypeDouble
+datainsthid : esriFieldTypeDate
+consumoagua : esriFieldTypeDouble
+media : esriFieldTypeDouble
+clienteusuario : esriFieldTypeString
+endereco : esriFieldTypeString
+tipopoco : esriFieldTypeString
+anorm_cons : esriFieldTypeDouble
+anorm_leit : esriFieldTypeDouble
+refer : esriFieldTypeString
+vencto : esriFieldTypeDate
+valoraguames : esriFieldTypeDouble
+valorfatmes : esriFieldTypeDouble
+servicos : esriFieldTypeDouble
+valordebitos : esriFieldTypeDouble
+qtdfaturas : esriFieldTypeDouble
Figura 15 – Relacionamento entre classes
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
56
Análise e Gerenciamento de Sistema de Abastecimento de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
5.3.
DICIONÁRIO DE DADOS
Neste item, é feita uma breve descrição das classes que compõem o sistema
(Tabelas 05 a 18) e de seus atributos (Tabelas 19 a 39). Inicialmente serão
relacionadas as classes que compõem o Diagrama do Cadastro Comercial, a saber:
LimiteSetor, QuadraSetor e CadComClientes (Tabelas 06, 07 e 08). Em seguida, são
descritas as classes que compõem os Diagramas do Cadastro Técnico (partes 1 e
2).
5.3.1. Descrição das Classes
•
SETORCOMERCIAL:
Descrição: Classe abstrata que armazena o atributo SetorComercial.
Tabela 05 – Atributos da Classe SetorComercial
Nome
SetorComercial
•
Tipo
Tamanho
Descrição
Inteiro longo
-
Código do setor comercial.
LIMITESETOR
Descrição: Área delimitada por um polígono fechado que corresponde a um
setor comercial.
Tabela 06 – Atributos da Classe LimiteSetor
Nome
Tipo
Tamanho
Perimetro
Duplo
-
Perímetro do setor comercial.
Area
Duplo
-
Área do setor comercial.
AreaAdministrativa
Texto
20
Rosemary Batista do Nascimento
Descrição
Nome da área administrativa.
[email protected]
57
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•
QUADRASETOR
Descrição: Feição poligonal que representa um agrupamento de lotes, de
acordo com a estruturação do loteamento, delimitadas pelo alinhamento predial ou
pelo meio-fio.
Tabela 07 – Atributos da Classe QuadraSetor
Nome
Tipo
Tamanho
Perimetro
Duplo
-
Perímetro do setor comercial.
Area
Duplo
-
Área do setor comercial.
AreaAdministrativa
Texto
20
Inteiro longo
-
Quadra
•
Descrição
Nome da área administrativa.
Número da quadra.
CADCOMCLIENTES
Descrição: Tabela que contém os dados relacionados aos clientes da
Companhia de Saneamento.
Tabela 08 – Atributos da Classe CadComClientes
Tipo
Tamanho
ou formato
Gerreg
Duplo
-
Código da Gerência Regional.
Nomger
Texto
255
Nome da Gerência Regional.
Codloca
Duplo
-
Código do Escritório Local.
Nomeloca
Texto
255
Nome do Escritório Local.
Quadra
Duplo
-
Número da quadra.
Lote
Duplo
-
Número do lote.
Grupo
Duplo
-
Número do grupo de faturamento.
Inteiro longo
-
Nome
Matricula
Rosemary Batista do Nascimento
Descrição
Número da matrícula do cliente no
cadastro comercial.
[email protected]
58
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Fone
Duplo
-
E-mail
Texto
255
Economias
Duplo
-
Telefone do cliente.
Endereço eletrônico do cliente.
Número de economias do imóvel.
Perfil
Perfil
Texto
255
do
consumo:
cliente,
segundo
o
grande
consumidor,
normal, etc.
Código do tipo de estabelecimento:
Subcategoria
Duplo
-
Cat
Texto
255
Sit_agua
Texto
255
Situação da ligação de água no lote.
Diam_lig_agua
Texto
255
Diâmetro da ligação predial.
Mat_lig_agua
Texto
255
Material da ligação predial.
Hidr_poco
Texto
255
Hidr_num
Texto
255
Número do hidrômetro no lote.
Hidr_marca
Texto
255
Marca do hidrômetro no lote.
Hidr_cap
Texto
255
Capacidade do hidrômetro.
Hidr_ano_fab
Duplo
-
Hidr_tipo
Texto
255
Tipo de hidrômetro no lote.
Hidr_diametro
Texto
255
Diâmetro do hidrômetro.
Hidr_local_inst
Texto
255
Hidr_protecao
Texto
255
Hidr_cavalete
Duplo
-
Datainsthid
Data
Consumoagua
Duplo
-
Media
Duplo
-
Rosemary Batista do Nascimento
bar, padaria, hospital, etc.
Categoria do cliente: residencial,
comercial, industrial, etc.
Indica se o cliente tem hidrômetro
no poço.
Ano de fabricação do hidrômetro.
Local de instalação do hidrômetro
no lote.
Nome do material da caixa de
proteção.
Código que indica a existência de
cavalete.
dd/mm/aaaa Data de instalação do hidrômetro.
Consumo
mensal
de
água
do
imóvel.
Média dos últimos 6 meses de
[email protected]
59
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consumo do imóvel.
Clienteusuario
Texto
255
Nome do cliente.
Endereco
Texto
255
Endereço do imóvel.
Tipopoco
Texto
255
Tipo de poço do imóvel, caso exista.
Anorm_cons
Duplo
-
Anorm_leit
Duplo
-
Refer
Texto
255
Vencto
Data
Valoraguames
Duplo
-
Servicos
Duplo
-
Valorfatmes
Duplo
-
Valordebitos
Duplo
-
Valor do débito do cliente.
Qtdfaturas
Duplo
-
Quantidade de faturas em atraso.
•
Código
da
anormalidade
de
consumo de água do imóvel.
Código da anormalidade de leitura
no hidrômetro do imóvel.
Indica o mês de referência da
fatura.
dd/mm/aaaa Data de vencimento da fatura.
Valor do consumo de água no mês
de referência.
Taxas
cobradas
por
serviços
realizados no imóvel.
Somatório do valor do consumo
mensal e das taxas de serviços.
FACILIDADEAGUA
Descrição: Classe abstrata que concentra atributos comuns às classes
concretas Pecas (Tabela 10), PontoConsumo (Tabela 11), PontoAmostragem
(Tabela 12), Medidor (Tabela 13), SistemaValvula (Tabela 15), ValvulaControle e
EstruturaRede. Na Tabela 09 encontram-se relacionados os atributos da classe
FacilidadeAgua.
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
60
Análise e Gerenciamento de Sistema de Abastecimento de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
Tabela 09 – Atributos da Classe FacilidadeAgua
Nome
Feicao
AncillaryRole
Tipo
Tamanho
ou formato
Ponto
-
Inteiro
curto
-
Descrição
Primitiva
geométrica
que
representa a peça.
Código de identificação para
fonte e coletor.
AreaAdministrativa
Texto
20
Nome da área administrativa.
AreaOperacional
Texto
20
Nome da área operacional.
FacilidadeID
Texto
20
Identificador especificado pelo
usuário.
DataInstalacao
Data
dd/mm/aaaa Data de instalação no sistema.
DataUltManutencao
Data
dd/mm/aaaa Data da última manutenção.
DescricaoLocal
Texto
50
Descrição
do
local
de
instalação.
SituacaoAtual
Texto
20
Elevacao
Duplo
-
TipoAgua
Texto
20
Estado atual de funcionamento.
Cota de elevação do terreno.
Tipo de água conduzida ou
armazenada pelo SAA.
Subtipo
Inteiro
-
longo
Enabled
Boleano
Atributo geral para armazenar
subtipos nas classes.
0 ou 1
Criado pelo próprio sistema.
Indica
se
o
objeto
está
habilitado ou não.
•
PECAS
Descrição: Feição pontual que representa a peça encontrada na junção entre
dois tubos. Este tipo de facilidade interfere no fluxo de água na rede, contudo, não
permite que através dela sejam realizadas manobras ou operações. Os tipos de
peças existentes nos sistemas de distribuição de água podem ser: curva, tê, cruzeta,
cap, entre outras. Representam os nós na topologia arco-nó.
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
61
Análise e Gerenciamento de Sistema de Abastecimento de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
Tabela 10 – Atributos da Classe Pecas
Nome
Tipo
Tamanho
TipoJuncao
Texto
20
Tipo de junção da peça.
Material
Texto
20
Material da peça.
Diametros 1 a 4
Duplo
-
Diâmetro da peça.
•
Descrição
PONTOCONSUMO
Descrição: Feição pontual que representa a ligação entre o ramal predial e o
consumidor.
Tabela 11 – Atributos da Classe PontoConsumo
Nome
Matricula
•
Tipo
Tamanho
Descrição
Inteiro longo
-
Matrícula do cliente.
PONTOAMOSTRAGEM
Descrição: Representa uma coleção de pontos estabelecidos para coleta de
amostras de água, irregularmente distribuídos por todo o espaço geográfico. Estes
pontos geralmente são estabelecidos em escolas, hospitais, residências, entre
outros, seguindo orientações definidas por normas específicas do Ministério da
Saúde para pontos de amostragem em Sistemas de Abastecimento de Água.
Tabela 12 – Atributos da Classe PontoAmostragem
Nome
Tipo
Tamanho
PontoID
Texto
20
Matricula
Inteiro longo
-
Rosemary Batista do Nascimento
Descrição
Identificador
do
ponto
de
amostragem.
Matrícula do cliente.
[email protected]
62
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•
MEDIDOR
Descrição: Feição pontual que representa os equipamentos instalados no
Sistema de Abastecimento de Água com a finalidade de medir e indicar,
continuamente, o volume de água que é fornecido pelo sistema, a vazão e/ou
pressão na rede ou ainda o nível de água do reservatório. Os medidores ou
hidrômetros, como são mais conhecidos, podem ser classificados segundo a sua
finalidade em: estação pitométrica, medidor de vazão proporcional, medidor de
reservatório, micromedidor e macromedidor.
Tabela 13 – Atributos da Classe Medidor
Nome
Tipo
Tamanho
FaixaLeitura
Texto
20
DataLeitura
Data
dd/mm/aaaa
Inteiro longo
-
Matricula
•
Descrição
Faixa de leitura do fluxo de
água do medidor.
Data
de
realização
da
leitura do medidor.
Matrícula do usuário.
VALVULA
Descrição: Classe abstrata que concentra atributos comuns às classes
concretas SistemaValvula (Tabela 15) e ValvulaControle.
Tabela 14 – Atributos da Classe Valvula
Nome
Tipo
Tamanho
Diametro
Duplo
-
Diâmetro da válvula.
NumeroValvula
Texto
20
Número da válvula.
Material
Texto
20
Material da válvula.
SituacaoSistemaAgua
Texto
20
Estado do SAA.
Rosemary Batista do Nascimento
Descrição
[email protected]
63
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•
SISTEMAVALVULA
Descrição: classe concreta que concentra as válvulas que são usadas para
regular ou reduzir a pressão na rede, isolar o fluxo de água em uma determinada
área do sistema, controlar ou impedir o retorno de fluxo de água para as bombas,
por exemplo. Os tipos de válvulas que compõem este sistema são: válvula gaveta,
bola, cônica, borboleta, tampão, válvula redutora de pressão, ventosas simples e
tríplice. Esta classe herda os atributos das classes abstratas FacilidadeAgua e
Valvula.
Tabela 15 – Atributos da Classe SistemaValvula
Nome
Tipo
Boleano
0 ou 1
Texto
20
Inteiro longo
-
Boleano
0 ou 1
FechamentoSentidoHorario
TipoRegulagem
VoltasparaFechar
Operável
•
Tamanho
Descrição
Código que indica se o
fechamento da válvula é
no sentido horário.
Nome
do
tipo
de
regulagem, se fluxo ou
pressão.
Quantidade de voltas
para fechar a válvula.
Código que indica se a
válvula
está
em
condições de operação.
VALVULACONTROLE
Descrição: controle de válvulas é um conjunto de válvulas que operam de
maneira particular e específica. São compostas por três tipos de válvulas: válvula de
controle de retorno de fluxo, controle de ar e altitude. A válvula de retorno de fluxo
tem a função de impedir que o fluxo de água seja invertido; a válvula de controle de
ar, por sua vez, é instalada na rede para permitir que o ar contido possa sair; e,
finalmente, a válvula de altitude tem a função de impedir o fluxo de água quando o
volume de água está abaixo do nível permitido. Os atributos dessa classe são os
mesmos do sistema de válvulas.
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
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•
ESTRUTURAREDE
Descrição: estruturas de rede são utilizadas para uma variedade de
propósitos dentro do sistema de distribuição de água, tais como: represar ou
acumular água, equilibrar vazões, equilibrar pressões no sistem de distribuição,
minimizar custos com energia elétrica, suprir o sistema de abastecimento em
períodos de falta d´água, entre outros. Os tipos de estruturas de rede água são:
reservatório fechado, poço profundo, casa de bomba, barragem e estação de
tratamento de água. São representadas no sistema por feições pontuais e herdam
todos os atributos da classe FacilidadeAgua.
•
REDEAGUA
Descrição: classe abstrata que representa a rede de abastecimento de água
e possui os atributos comuns às classes RedeAguaPrincipal e RamalPredial. É
representada pela primitiva geométrica linha e correponde aos arcos na topologia
arco-nó.
Tabela 16 – Atributos da Classe RedeAgua
Tipo
Tamanho
ou formato
Feicao
Linha
-
FacilidadeID
Texto
20
AreaAdministrativa
AreaOperacional
Texto
Texto
20
20
DataInstalacao
Data
SituacaoAtual
Texto
20
Subtipo
Inteiro
longo
-
Atributo geral para armazenar
subtipos nas classes.
Comprimento
Duplo
-
Comprimento da rede.
Material
Texto
20
Material da rede.
TipoAgua
Texto
20
Tipo de água conduzida
armazenada pelo SAA.
ZonaPressao
Texto
50
Zona de pressão da rede.
Nome
Rosemary Batista do Nascimento
Descrição
Primitiva
geométrica
que
representa a rede água.
Identificador especificado pelo
usuário.
Nome da área administrativa.
Nome da área operacional.
dd/mm/aaaa Data de instalação no sistema.
Estado atual de funcionamento.
[email protected]
ou
65
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•
REDEAGUAPRINCIPAL
Descrição: classe abstrata que representa as subadutoras, as redes adutoras
e as redes de distribuição de água do SAA, possui os atributos comuns às classes
concretas RedeGravidade e RedeRecalque.
Tabela 17 – Atributos da Classe RedeAguaPrincipal
Nome
Tipo
Tamanho
CamadaExterior
Texto
20
Rugosidade
Duplo
-
Profundidade
Inteiro
longo
-
Profundidade da rede.
Declividade
Duplo
-
Declividade da rede.
Diametro
Duplo
-
Diâmetro da tubulação.
TrechoRede
Inteiro
longo
-
Código do trecho da rede.
TipoJuncao1
Texto
20
TipoJuncao2
Texto
20
TipoSuperficieTerreno
Texto
20
Boleano
-
Enabled
•
Descrição
Tipo de material da cobertura
exterior da tubulação.
Valor
do
coeficiente
de
rugosidade do tubo.
Tipo de junção de uma das
extremidades do tubo.
Tipo de junção da outra
extremidade do tubo.
Tipo de terreno em que a rede
está implantada.
Criado pelo sistema. Indica se
o objeto está habilitado.
REDEGRAVIDADE
Descrição: Feição linear que representa a rede em que o fluxo de água se dá
por gravidade. A rede por gravidade pode ser dividida em três tipos: subadutora,
rede adutora e rede de distribuição. Esta classe herda os atributos das classes
abstratas RedeAgua e RedeAguaPrincipal, sendo formada pelos objetos da classe
TrechoRede.
Rosemary Batista do Nascimento
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66
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•
REDERECALQUE
Descrição: Feição linear que representa a rede em que o fluxo de água se dá
por meio de bombeamento. Assim como a RedeGravidade, a rede por recalque está
dividida em três tipos: subadutora, rede adutora e rede de distribuição. Apresenta os
mesmos atributos da classe RedeGravidade e também é formada pelos objetos da
classe TrechoRede.
•
RAMALPREDIAL
Descrição: Feição linear correspondente à tubulação compreendida entre a
rede de distribuição e o ponto de abastecimento do imóvel. Estão subdivididas em:
doméstica, comercial, pública, industrial ou mista.
Tabela 18 – Atributos da Classe RamalPredial
Nome
Tipo
Tamanho
LocalInstalacao
Texto
50
Diametro
Duplo
-
PavimentoCalcada
Inteiro longo
-
PavimentoRua
Inteiro longo
-
•
Descrição
Descrição
do
local
de
instalação do ramal.
Diâmetro do ramal.
Tipo
de
pavimento
da
calçada.
Tipo de pavimento da rua.
TRECHOREDE
Descrição: classe que representa os trechos de rede de distribuição de água,
sendo representada espacialmente por segmentos de reta, em que os pontos iniciais
e finais são ligados a nós da rede. Os trechos de rede estão divididos em: rede
principal e rede secundária.
Rosemary Batista do Nascimento
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67
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5.3.2. Descrição dos Domínios
Tabela 19 – Ancillary Role
Código
Descrição
0
Nenhum
1
Fonte
2
Coletor
Tabela 20 - Área Administrativa
Código
Descrição
N
Unidade Negócio Metropolitana Norte
S
Unidade Negócio Metropolitana Sul
L
Unidade Negócio Metropolitana Leste
O
Unidade Negócio Metropolitana Oeste
Desc
Desconhecida
Outra
Outras
Tabela 21 – Área Operacional
Código
Descrição
D16
Distrito Operacional 16
Desc
Desconhecido
Outro
Outros
Tabela 22 – Material Ramal Predial
Código
Descrição
PEAD
Polietileno
PVC
Poli Cloreto de Vinila
DESC
Desconhecido
OUTRO
Outros
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Tabela 23 – Material Peça
Código
Descrição
FD
Ferro Dúctil
FF
Ferro Fundido
PVC
Poli Cloreto de Vinila
AG
Aço Galvanizado
DEFoFo
Vinilfer
CA
Cimento Amianto
Desc
Desconhecido
Outro
Outros
Tabela 24 – Material Rede Água
Código
Descrição
FD
Ferro Dúctil
FF
Ferro Fundido
PVC
Poli Cloreto de Vinila
CA
Cimento Amianto
AG
Aço Galvanizado
DEFoFo
Vinilfer
Desc
Desconhecido
Outro
Outros
Tabela 25 – Diâmetro Ramal Predial
Código
Descrição
1
25mm
2
32mm
3
50mm
4
Desconhecido
5
Outros
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Tabela 26 – Diâmetro Medidor
Código
Descrição
1
1/2"
2
3/4”
3
1”
4
1 ½”
5
2”
6
75mm
7
100mm
8
150mm
9
Desconhecido
10
Outros
Tabela 27 – Diâmetro Peças
Código
Descrição
1
½”
2
¾”
3
1”
4
1 ¼”
5
2”
6
3”
7
4”
8
150mm
9
200mm
10
250mm
11
300mm
12
350mm
13
400mm
14
450mm
15
Desconhecido
16
Outros
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Tabela 28 – Diâmetro Rede Água
Código
Descrição
1
32mm
2
50mm
3
75mm
4
100mm
5
150mm
6
200mm
7
250mm
8
300mm
9
350mm
10
400mm
11
450mm
12
500mm
13
600mm
0
Desconhecido
-1
Outros
Tabela 29 – Diâmetro Válvulas
Código
Descrição
1
75mm
2
100mm
3
150mm
4
200mm
5
250mm
6
300mm
7
350mm
8
400mm
9
450mm
10
500mm
11
Desconhecido
12
Outros
Rosemary Batista do Nascimento
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Tabela 30 – Capacidade Medidor
Código
Descrição
1
1,5m³
2
3,0m³
3
5,0m³
4
7,0m³
5
10,0m³
6
20,0m³
7
30,0m³
0
Desconhecida
-1
Outras
Tabela 31 – Capacidade Reservatório
Código
Descrição
0
Não há reservatório
1
Até 0,25m³
2
De 0,25m³ a 1,00m³
3
De 1,00m³ a 2,00m³
4
De 2,00m³ a 3,00m³
5
Mais de 5,00m³
6
Volume ignorado
Tabela 32 - Pavimento Calçada
Código
Descrição
1
Terra
2
Cimento
3
Lajota
4
Cerâmica
5
Pedra Portuguesa
6
Desconhecido
7
Outros
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Tabela 33 - Pavimento Rua
Código
Descrição
1
Asfalto
2
Paralelepípedo
3
Terra
4
Concreto
5
Desconhecido
6
Outros
Tabela 34 – Setor Comercial
Código
Descrição
0
Outros
112
Setor Comercial 112
Tabela 35 – Tipo Junção
Código
Descrição
F
Flange
B
Bolsa
P
Ponta
PR
Ponta Rosca
PBA
Ponta Bolsa Anel
JM
Junta Mecânica
JE
Junta Elástica
Desc
Desconhecida
Outra
Outras
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Tabela 36 – Tipo Água
Código
Descrição
Bruta
Água Bruta
Tratada
Água Tratada
Outra
Outras
Tabela 37 – Situação Medidor
Código
Descrição
1
Quebrado
2
Retirado
3
Desnivelado
4
Com mostrador embaçado
5
Sem lacre
6
Invertido
12
De difícil acesso
13
Com a caixa de proteção fechada
14
Soterrado
17
Não localizado
19
Com a ligação sem lacre
20
Com a tampa pesada
21
Caixa de proteção danificada ou
inundada
22
Sem proteção
28
Com ponteiro irregular
29
Com mostrador sujo
30
Parado
32
Substituído
37
Retirado pelo usuário
38
Parado sem consumo
0
Desconhecido
-1
Outros
Rosemary Batista do Nascimento
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Tabela 38 - Regulagem Sistema Válvula
Código
Descrição
Fluxo
Fluxo
Pressão
Pressão
Tabela 39 – Enabled Domain
Código
Descrição
0
Falso
1
Verdadeiro
Rosemary Batista do Nascimento
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75
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
6.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Após a implementação do sistema aplicativo em ambiente SIG, pôde-se
comprovar que os objetivos propostos inicialmente foram alcançados com o sistema
desenvolvido. Os resultados obtidos a partir das consultas e análises realizadas
nesse sistema são apresentados a seguir:
•
Caracterização do Distrito Operacional 16 quanto às redes e seus
elementos;
•
Caracterização do Setor Comercial 112 quanto aos clientes cadastrados
no sistema;
•
Diagnóstico do Setor Comercial quanto às perdas aparentes;
•
Análise de Redes.
Os mapas temáticos forma gerados e expressam os resultados, de acordo
com as consultas e análises realizadas, encontrando-se agrupados no Apêndice –
Mapas Temáticos Gerados a partir das Consultas e Análises Realizadas no Sistema.
6.1
CARACTERIZAÇÃO DO DISTRITO OPERACIONAL 16 QUANTO ÀS
REDES E SEUS ELEMENTOS
•
Distribuição Espacial das Redes e Elementos que Compõem o Sistema
O Mapa 1 - Distrito Operacional 16 / Setor Comercial 112 ilustra a
representação e distribuição espacial das redes e elementos que compõem o
Distrito 16. Neste mapa são representadas as redes de distribuição, redes
subadutoras, uma das peças que compõe a rede (cap), válvulas, micromedidores e
pontos de abastecimento, distribuídos, segundo sua localização geográfica em
campo.
O Mapa 2 – Detalhamento da Rede e dos Elementos Implementados no
Sistema Aplicativo SIG exibe, em escala maior, como estão organizados as redes de
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
76
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distribuição, peças, válvulas, ramais prediais e micromedidores que fazem parte de
uma das quadras do setor comercial. As divisões de lote e as edificações são
representadas como forma de referência na visualização do local de instalação dos
micromedidores e pontos de abastecimento, contudo, não foram inseridos no banco
de dados do sistema.
O Mapa 3 – Distribuição Espacial das Redes de Distribuição x Diâmetro
detalha como estão distribuídas as redes de distribuição do sistema, segundo o
diâmetro das tubulações que as integram.
O Mapa 4 – Distribuição Espacial das Redes Subadutoras x Diâmetro, por sua
vez, exibe o detalhamento das redes subadutoras do distrito.
O Mapa 5 – Distribuição Espacial das Redes de Distribuição x Material mostra
como as redes de distribuição estão distribuídas, de acordo com o material de
composição de suas tubulações.
O Mapa 6 – Distribuição Espacial das Redes Subadutoras x Material detalha a
distribuição do material das redes subadutoras.
A partir de consulta ao sistema, foi possível verificar que o comprimento das
redes existentes no Distrito Operacional 16 corresponde a um total de 33.844,90m.
Este comprimento está subdividido em: 22.931,05m (67,70% do total da rede) de
redes de distribuição e 10.913,85m (32,30%) de redes subadutoras, conforme pode
ser analisado na Tabela 40. Esta tabela expressa como as redes estão distribuídas
por diâmetro e material das tubulações, assim como, o comprimento correspondente
de cada tipo de rede.
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
77
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Tabela 40 – Rede de Distribuição (Diâmetro x Comprimento x Tipo de Material)
Diâmetro
Comprimento (m)
Tipo de Material (m)
FD
FF
PVC
CA
DEFoFo
75mm
5.733,62
-
-
5733,62
-
-
100mm
13.013,21
377,09
2780,64
9724,95
130,52
-
150mm
758,13
-
-
758,13
-
-
200mm
1.078,18
-
817,98
12,96
-
241,68
250mm
470,42
3,69
466,73
-
-
-
300mm
827,68
-
807,50
20,18
-
-
400mm
242,15
-
242,15
-
-
-
450mm
813,19
-
813,19
-
-
-
22.931,05
380,78
5.928,19
16.249,84
130,52
241,68
Total
A partir da Tabela 40, pode-se observar que há predominância de tubulações
com o diâmetro de 100mm, enquanto, no que se refere ao material, predomina o
PVC – Poli Cloreto de Vinila.
A Tabela 41 apresenta o mesmo tipo de estudo para as redes subadutoras
existente no distrito. Neste caso, pode ser verificado que predominam, entre as
redes subadutoras, o diâmetro de 200 mm e o material FF - ferro fundido.
Tabela 41 – Rede Subadutora (Diâmetro x Comprimento x Tipo de Material)
Diâmetro
Comprimento
Tipo de Material (m)
FD
FF
PVC
CA
DEFoFo
100mm
263,61
-
2,79
260,82
-
-
150mm
974,58
-
350,43
175,90
-
448,24
200mm
2.733,24
-
2.160,21
-
-
573,03
250mm
2.454,07
7,54
2.280,12
-
-
166,41
300mm
2.311,99
-
1.438,92
873,06
-
-
450mm
1.163,45
-
1.163,45
-
-
-
500mm
1.012,91
-
1.012,91
-
-
-
Total
10.913,85
7,54
8.408,83
1.309,78
-
1.187,68
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Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
O conhecimento do diâmetro e material que compõe a rede permite ao
projetista maior nível de detalhamento nos projetos de expansão, substituição ou
supressão de rede. Além disso, possibilita aos técnicos da área operacional maior
agilidade nas decisões quanto às manutenções e reparos nas redes.
•
Distribuição Espacial do Anel Secundário da Alça Norte
O Mapa 7 – Distribuição Espacial do Anel Secundário da Alça Norte detalha
como está distribuído o anel secundário da alça de distribuição norte, responsável
pelo abastecimento da zona norte do Recife.
6.2
CARACTERIZAÇÃO
DO
SETOR
COMERCIAL
112
QUANTO
AOS
CLIENTES CADASTRADOS NO SISTEMA
O Setor Comercial 112 é composto por 2587 clientes, subdivididos, segundo
sua situação de água na COMPESA, conforme apresentado na Tabela 42 exibida
abaixo.
Tabela 42 – Clientes Setor Comercial 112 x Situação de Água na COMPESA
Situação de Água
Quantidade Clientes (Nov/2008)
Cortado
200
Factível
47
Ligado
1953
Ligado em Análise
59
Suprimido Parcialmente a Pedido
15
Suprimido
313
Total
2587
Entretanto, no sistema aplicativo implementado, não foram cadastrados os
clientes que se encontram com a situação de água igual à factível, suprimido e
suprimido a pedido, pelo fato dos mesmos não possuírem ramal predial ligado à rede
de distribuição de água da companhia, totalizando 375 clientes. Dos 2212 clientes
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
79
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
restantes, 667 não foram identificados na base cartográfica cedida pela COMPESA.
Desta maneira, foram implantados no banco de dados do sistema 1545 clientes,
sendo deixados à parte 1042 clientes.
A Tabela 43 explana como os 1545 clientes cadastrados estão subdividos no
sistema, segundo a situação de água.
Tabela 43 - Clientes Setor Com. 112 x Situação de Água no sistema aplicativo SIG
Situação de Água
Quantidade Clientes (Nov/2008)
Cortado
124
Ligado
1381
Ligado em Análise
39
Total
1545
O item Ligado em Análise expresso na Tabela 43 corresponde aos clientes
que apesar de terem sido suprimidos pela COMPESA, durante fiscalização em
campo, foram encontrados com suas ligações ativas, caracterizando ligação
clandestina.
Diante disto, os resultados apresentados na pesquisa referem-se a um
universo de 1545 clientes, dos quais 1443 são medidos, enquanto, 102 são clientes
não-medidos.
•
Distribuição Espacial dos Clientes Cadastrados no Banco de Dados
O Mapa 8 – Distribuição Espacial dos Clientes Medidos x Situação de Água
esboça como os clientes medidos estão distribuídos espacialmente no setor
comercial em estudo. Pode-se verificar neste mapa que os clientes encontram-se,
em sua maioria, na situação de água Ligado (92,43%), enquanto, apenas alguns são
apresentados como ligados em análise.
Rosemary Batista do Nascimento
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80
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
O Mapa 9 – Distribuição Espacial dos Clientes Não-Medidos x Situação de
Água mostra a distribuição espacial dos clientes não medidos por situação de água.
A partir da consulta no sistema, pôde-se observar que o maior número de clientes
está classificado como Ligado, entretanto, ao se analisar o conjunto verificou-se que
estes clientes correspondem a apenas 50% do total de clientes não-medidos.
O conhecimento do resultado destes tipos de consultas possibilita que haja
um melhor planejamento das ações em busca da regularização dos clientes junto à
empresa.
O Mapa 10 – Distribuição Espacial dos Clientes Medidos x Categoria de
Consumo apresenta a distribuição espacial dos clientes medidos, de acordo com a
categoria de consumo a que pertencem no Setor Comercial 112. A Tabela 44
exibida a seguir, esclarece como estes clientes estão distribuídos por categoria, em
termos quantitativos.
Tabela 44 – Clientes por Categoria de Consumo
Categoria
Quantidade de Clientes
Residencial
1196
Comercial
292
Público
25
Industrial
19
Misto
13
Total
1545
Segundo os dados apresentados na Tabela 44, pode-se verificar que o Setor
112 é predominantemente residencial, apresentando um percentual de 77,41% do
total de clientes, enquanto, a segunda categoria com maior número de clientes,
categoria comercial, apresenta apenas 18,90% destes.
Rosemary Batista do Nascimento
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81
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
6.3
DIAGNÓSTICO DO SETOR COMERCIAL 112 QUANTO ÀS PERDAS
APARENTES
A cobrança do consumo de água dos clientes da COMPESA é realizada
segundo 06 (seis) faixas de consumo de água. A primeira faixa varia de 0 – 10m³,
em que é cobrada a tarifa mínima. Nas faixas seguintes, a cobrança é feita de forma
diferenciada, variando de acordo com a faixa de consumo em que o cliente se
encontra. Em alguns casos, os clientes com histórico de consumo entre 0 – 10m³
não
possuem
hidrômetros
instalados
no
imóvel.
Entretanto,
uma
das
recomendações dos especialistas no combate às perdas é que todos os usuários
dos SAA tenham seu consumo medido.
•
Distribuição Espacial dos Clientes por Consumo de Água
O Mapa 11 – Distribuição Espacial dos Clientes Não-Medidos x Consumo de
Água esquematiza a distribuição espacial dos clientes não-medidos por faixa de
consumo. Dos 102 clientes não-medidos cadastrados, 77,45% (79 clientes)
encontram-se na faixa de 0 – 10m³, os demais (22,55%) têm seu consumo medido
pela média dos 06 meses anteriores à retirada do hidrômetro.
O Mapa 12 – Distribuição Espacial dos Clientes Medidos x Consumo de Água
expõe a distribuição espacial dos clientes medidos por faixa de consumo. A análise
que resultou neste mapa temático permitiu que se chegasse à conclusão que dos
1443 clientes medidos, no mês de novembro de 2008, cerca de 44,0%, ou seja, 630
clientes tiveram um consumo igual ou menor a 10m³. Inclusive, destes 630 clientes,
25% (159 clientes) tiveram consumo igual a 0 m³ (zero metro cúbico). A Tabela 45
exprime como estes clientes estão distribuídos dentro do contexto apresentado.
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
82
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
Tabela 45 – Clientes com Consumo de Água igual a 0m³ em novembro/2008
Quantidade de clientes
Situação de Água
34
Cortado
08
Ligado em Análise
Justificativa
Sem consumo de água
Problemas na leitura dos
hidrômetros
117
Ligado
Problemas na leitura dos
hidrômetros, problemas de
consumo ou utilizam poço
para o abastecimento
Com exceção dos clientes cortados e daqueles que utilizam poço para o
abastecimento, os demais caracterizam perdas de água.
•
Distribuição Espacial dos Hidrômetros
O Mapa 13 - Distribuição Espacial dos Hidrômetros com mais de 5 anos de
Instalação está relacionado aos hidrômetros que apresentam capacidade igual a
1,5m³ e, que, segundo dados da COMPESA, possuem como indicação de
durabilidade o período de 5 anos. Hidrômetros com tempo de uso fora do
recomendado pelos fabricantes são indicados como uma das principais causas da
submedição de consumo. A partir da consulta que gerou este mapa, pôde-se
observar que existem 891 hidrômetros (62% dos cadastrados) com mais de 5 anos
de instalação no setor comercial.
O Mapa 14 – Distribuição Espacial dos Hidrômetros com Capacidade de 3,0m³
x Consumo acima de 210m³/mês mostra a distribuição espacial dos hidrômetros com
capacidade de 3,0m³ e consumo fora da faixa de leitura adequada, acima de
210m³/mês. O resultado desta consulta indica pontualmente onde estão localizados
os hidrômetros com problemas de subdimensionamento, tendo em vista, que para
cada capacidade do hidrômetro existe uma faixa de leitura indicada pelo fabricante.
Pôde-se concluir, a partir do resultado fornecido, que 16 hidrômetros instalados
apresentam problemas de submedição.
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
83
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
Existe ainda a possibilidade de realização de várias outras consultas, no
sistema apresentado, visando auxiliar nas decisões quanto ao combate às perdas
comerciais, tais como: inexistência de macromedição, inconsistências nos Sistemas
de Informações, dimensionamento inadequado do medidor, entre outras.
6.4
ANÁLISE DE REDES
O ArcGIS disponibiliza na extensão Utilily Network Analyst a possibilidade de
realizar análises de rede, de modo a auxiliar o usuário nas decisões quanto às
intervenções nas redes de distribuição ou adutoras implementadas em SIG. A seguir
são listados alguns resultados que podem ser obtidos a partir das consultas deste
tipo de análise.
•
Distribuição Espacial de Redes Desativadas
O Mapa 15 – Localização de Redes de Distribuição ou Subadutoras
Desativadas exibe o resultado de simulação realizada na rede, visando à
identificação e localização de tubulações desconectadas das redes cadastradas no
sistema. Através deste tipo de análise, é possível não apenas a localização de
trechos de redes desligadas, mas também, peças e conexões que não estejam
devidamente conectadas às redes.
Em relação às tubulações de água dos sistemas de abastecimento, pode
ocorrer de tubulações serem desativadas das redes, sem que, entretanto, sejam
removidas do seu local de instalação original. Este procedimento é adotado na
substituição de tubulações antigas de grandes diâmetros compostas de cimento
amianto, por exemplo, que se encontram instaladas em locais de grande circulação
de veículos.
Considerando que a informação da existência destas tubulações em vias
públicas é de importância para empresas de obras civis ou empresas de telefonia,
assim, a continuidade do cadastro destas redes no sistema, permite que, em caso
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
84
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
de consultas por estas empresas, os trechos de rede desativados sejam
identificados e devidamente localizados.
•
Simulação de Fechamento de Válvulas
O Mapa 16 - Simulação de Fechamento de Válvulas (válvulas abertas) e o
Mapa 16 – Simulação de Fechamento de Válvulas (válvulas fechadas) esboçam a
interrupção do fluxo de água de um determinado trecho de rede a partir do
fechamento de válvulas existentes nas redes. Através da indicação de fluxo, o
ArcGIS demonstra quais os trechos em que há fluxo de água (pontos e setas verdes)
e quais aqueles em que este fluxo foi interrompido (pontos vermelhos).
Caso haja a necessidade de interromper o abastecimento de água de uma
determinada área, o conhecimento de quantos e, se possível, quais os clientes que
serão atingidos é um dos fatores importantes no planejamento das intervenções de
rede. A partir de simulações de fechamento de válvulas, o ArcGIS permite que sejam
conhecidos quais os trechos de rede que terão o abastecimento interrompido e,
inclusive, quantos e quais os clientes afetados com este procedimento.
Neste mesmo sentido, o Mapa 17 – Fechamento do Fluxo de Água dentro do
Distrito Operacional (válvula aberta) e o Mapa 17 – Fechamento do Fluxo de Água
dentro do Distrito Operacional (válvula fechada) fazem uma demonstração da
interrupção do abastecimento de água do distrito, a partir do fechamento da válvula
de saída do reservatório.
•
Simulação de Implantação de Válvulas em Trechos de Redes Definidos
O Mapa 18 – Implantação de Válvulas (antes da implantação) e o Mapa 18 Implantação de Válvulas (depois da implantação) realçam os trechos de rede em
que a implantação de novas válvulas permitiria que, em caso de intervenções na
rede, um número menor de clientes fossem atingidos pela falta d´água.
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85
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
Entre as vantagens encontradas na utilização das análises de rede no tipo de
sistema trabalhado, pode-se citar:
•
Conhecimento prévio dos trechos de rede que serão desabastecidos
com o fechamento de válvulas pré-definidas;
•
Identificação
dos
usuários
atingidos
com
a
interrupção
do
abastecimento;
•
Identificação de válvulas próximas aos vazamentos da rede de
distribuição ou adutoras, entre outras.
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
86
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
7.
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
A pesquisa desenvolvida mostrou que é possível desenvolver um sistema
aplicativo com base em SIG que auxilie na análise e gerenciamento de redes de
distribuição de água e que também dê subsídios ao planejamento das ações
voltadas à redução de perdas de água.
O emprego da Modelagem de Dados Espaciais Orientada a Objetos, em
linguagem UML, apresentou a vantagem de permitir que o modelo conceitual fosse
concebido independente de equipamentos ou programas específicos. O programa
CASE, Microsoft Visio, possibilitou a definição de classes, objetos, relacionamentos
entre as entidades e a geração do modelo físico do sistema aplicativo.
A implementação do modelo físico exigiu que a base cartográfica fosse
atualizada em relação aos clientes existentes na área de estudo. Isso aconteceu
através de visitas em campo, consultas a funcionários da COMPESA e pesquisas de
endereços no Google Earth.
O projeto piloto implementado, utilizando a topologia arco-nó, mostrou que os
objetivos dessa pesquisa foram atingidos, a partir dos seguintes resultados:
(i)
Caracterização do Distrito Operacional 16 quanto às redes e seus
elementos;
(ii)
Caracterização
do
Setor
Comercial
112
quanto
aos
clientes
cadastrados no sistema;
(iii)
Diagnóstico do Setor Comercial quanto às perdas aparentes;
(iv)
Análises de rede.
Salienta-se que o sucesso do sistema está diretamente relacionado à
constante atualização, tanto da base cartográfica quanto do cadastro dos clientes e
também das diretrizes políticas da empresa.
Rosemary Batista do Nascimento
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87
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
Como sugestões para trabalhos futuros relacionam-se:
•
A incorporação de informações referentes a vazamentos, pressões e
vazões dos trechos de rede, visando à realização de análises voltadas
às perdas físicas;
•
A investigação da compatibilidade do modelo conceitual desenvolvido
com programas de simulação hidráulica;
•
O desenvolvimento de um sistema aplicativo para gerenciamento de
redes de esgotamento sanitário.
Rosemary Batista do Nascimento
[email protected]
88
Análise e Gerenciamento de Redes de Distribuição de Água com Suporte em Sistema de Informações Geográficas (SIG)
8.
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